Biomecánica

Salaciel De Paz

Introducción

• Es el estudio de la

estructura y funciónde los sistemas biológicos

usando los métodos de la

mecánica.

Planos principales del ser

humano

Direcciones

• Pierna izquierda y brazo izquierdo

Movimientos básicos

• Rotación medial

• Rotación lateral

• Flexión plantar

• Flexión dorsal

• Flexión

• Extensión

• Inclinación lateral

• Rotación

• Supinación

• Pronación

• Aducción

• Abducción

Resumen

• Anatomía del

sistema musculo

esquelético del ser

humano.

• Estática

• Cinemática

Tarea 2

• Video sobre una canción infantil que se

adapte a para ser científicamente

correcta.

Actividad 3

• Preparar una presentación sobre una

articulación del cuerpo humano,

(movimiento, huesos involucrados,

principales músculos)

– Rodilla

– Codo

– Tobillo

– Cadera

– Hombro

– Cuello

Tipos de tejidos

epitelial

conectivo

sanguíneonervioso

muscular

Tejido

Epitelial

Epidermis

Endotelio

EpitelioNervioso

Sanguíneo

Glóbulos rojos

Leucocitos

Plaquetas

Tejido

Conectivo

Conectivo Adiposo

Cartilaginoso

Conectivo laxo

Fibroso denso

Hemopoyético

Óseo

Muscular

Liso

Estriado

Cardíaco

Músculo

Músculo Descripción Característica

Estriado Esqueleto

Externo

Voluntario

Sarcómera

Liso Visceral

Interno

Involuntario

Sin Sarcómera

Cardiaco Estriado

Involuntario

Sarcómera

Sarcómera

• Filamento delgado (banda I)

– Actina, tropomiosina y troponina

• Filamento grueso (banda A)

– Miosina y meromiosina

Esqueleto

• Función

– Dan forma al cuerpo

– Soportan y protegen

– Punto de inserción

– Reserva de minerales.

Huesos Características

Largos Cuerpo forma cilíndrica.

Función de soporte y palanca

Planos Dos capas de huesos compactos.

Proteger los órganos

Cortos Gran resistencia

Aumentan el efecto de palanca.

Irregulares Vértebras, mandíbula y huesos del

oído.

Articulaciones

• Dos o más huesos próximos se unen entre

sí.

• Compuestas además por:

– el cartílago articular,

– los ligamentos,

– la cápsula articular,

– la membrana sinovial y

– los meniscos.

Electromiograma

• Grado de contracción de un músculo es

regulado a través del:

– Control del número de unidades motoras

activadas

– Control de la frecuencia de los impulsos

• Tono muscular.

• 100 uV

Biopac

• Hardware para

adquisición de

señales fisiológicas.

• Diferentes tipos de

transductores.

Tipos de contracción muscular

• Isométrica

• Concéntrica

• Excéntrica

Acción muscular

• Una fibra muscular sólo puede

desarrollar una fuerza en sí

misma.

• Cuando un musculo realiza

una fuerza, los dos extremos

se tienden a mover.

• Cuando un músculo realiza

una fuerza, tiende a desarrollar

todas las posibles acciones de

la articulación que cruza.

Clasificación de músculos

• Agonista

• Antagonista

• Estabilizadores

• Neutralizadores

Impulso y momento

• Segunda Ley de

Newton.

• Momento

– p = m x v

• Impulso

– F x t = m x ΔV

30

Energía y potencia

• Trabajo

– W = F x d x cos Ɵ

• Energía potencial

– Ep(grav) = m x g x h

• Energía cinética

– Ec = 0,5 x m x v2

31

Problema 1

• Un jugador de hockey de 90 kg colisiona

con otro jugador de 80 kg. Si el primero

ejerce una fuerza de 450 N en el segundo

jugador, ¿Cuánta es la fuerza que el

segundo ejerce en el primero?

Problema 2

• ¿Cuánta fuerza debe ser aplicada por un

pateador que golpea una pelota de 2.5 kg

con una aceleración de 40 m/s2?

Problema 3

• Un corredor de 65 kg recibe una

fuerza máxima de reacción

vertical sobre el suelo de 1700 N

mientras corre a un paso

moderado.

– ¿Cuánto pesa el corredor?

– ¿Cuánto vale la fuerza máxima de

reacción vertical del suelo en

términos del peso del sujeto?

Problema 4

• Un corredor recibe una fuerza de 2800 N

sobre su talón. Si el ángulo de dicha fuerza es

de 120º respecto a la horizontal, ¿cuáles son

las componentes horizontal y vertical de la

fuerza que actúa sobre el talón?.

• Estima su masa, suponiendo que la fuerza

vertical sobre el corredor es 4.3 veces su

peso.

Problema 5

• El coeficiente de fricción entre

un tenis y la cancha es de 0,56,

y la fuerza normal actuando en

dicho tenis es de 350 N.

– ¿Cuánta fuerza es necesaria

aplicar para hacer que el tenis se

deslice?

Palancas del cuerpo humano

Modelo simplificado

β

β

θ

α

γ

Consideraciones

• a= longitud pierna (45 cm)

• b= longitud gastrocnemio (gemelos)

• c= longitud tobillo-metatarso.(6.5 cm)

• x=longitud del talón al metatarso.

β

βθ

α

γ

Palancas

• R*Br=P*Bp

• 𝑃 =𝑅∗𝐵𝑟

𝐵𝑝

• 𝑃 =𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑗𝑒𝑡𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 2∗𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐

𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑥

• 𝑃 =80∗9.81∗0.5 ∗0.065

0.13

P=196.2 N

Modelo simplificado

β

β

θ

α

γ

Ley de senos y ley de cosenos

Encontramos alfa

• 𝑏2 = 𝑎2 +𝑐2 −2𝑐𝑎 ∗ cos(𝛽)

• 𝛽 = 90° − 𝜃

• 𝜃 = 30°

• b=0.421 m

•𝑠𝑒𝑛𝛼

𝑎=

𝑠𝑒𝑛𝛽

𝑏

• 𝛼 = 𝑎𝑠𝑒𝑛𝑎∗𝑠𝑒𝑛𝛽

𝑏

• 𝜶 = 𝟕𝟏. 𝟏𝟐°β

βθ

α

γ

Fuerzas

β

β

θ

α

γ

ε

FyFm

Cálculo de fuerzas

• Fy=P

• Cos(ε)=Fy/Fm

• Fm=Fy/cos(ε)

• Fm=340 N β

βθ

α

γ

ε

Fy Fm

Vicon Nexus

Programas para análisis de

movimiento

Bibliografía

• Bartlett, R. (2002). Introduction to Sports

Biomechanics. Taylor & Francis.

• Huston, R. L. (2009). Principles of

Biomechanics. Estados Unidos: Taylor &

Francis.

• Kumar, S. (n.d.). Biomechanics in

Ergonomics. Londres: Taylor & Francis.

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