Cinética

        Definición

        Parte de la mecánica que describe las fuerzas que causan movimientos, tales como las fuerzas de:

• Gravedad.
• Muscular.
• Fricción.
• Resistencia externa.

Ley de Inercia

Descripción

        Un cuerpo en descanso permanecerá en descanso y un cuerpo  en movimiento continuará moviendose a una velocidad constante y en la misma direccion a menos que actúe sobre  él mismo una fuerza externa.

Ley de Aceleración

        La aceleracion de un cuerpo es direcectamente proporcional a la fuerza que causa la aceleración y es  inversamente proporcional a la masa de ese cuerpo y en la  misma dirección de la fuerza.
        El peso de un objeto no es la masa del mismo sino el efecto de la aceleración por la gravedad en una masa. Por lo tanto, el peso es una fuerza.

Cantidades

        Escalar. Tienen magnitud pero no tienen direccion.

        Vectores.  Tienen magnitud, dirección y punto de aplicación. Los vectores se visualizan gráficamente por medio de:

• Una línea de acción: La línea de acción se dibuja en una escala arbitraria para representar la magnitud de la fuerza.
• Con una flecha que nos indica la direccion de esa  fuerza.
• Con un punto de aplicación que representa la aplicación de una fuerza en un cuerpo.

Descripción

          Para cada acción siempre hay una reacción igual y opuesta.

Principios

• Cuando unas fuerzas actúan en la misma línea o en líneas paralelas podemos sumar las fuerzas para encontrar la fuerza resultante. Esta es la fuerza que produce el mismo efecto de todas las fuerzas actuando a la misma vez en un cuerpo. La magnitud de esa fuerza resultante la podemos encontrar de forma gráfica dibujando vectores de fuerza a escala o de forma algebraica usando la formula de la fuerza resultante es igual a la suma de las fuerzas individuales:

• Cuando las fuerzas actúan en direccion opuesta, las fuerzas se restan.
• Si dos fuerzas actúan en ángulo, la fuerza resultante no es la suma de las fuerzas. Resolvemos la situación gráficamente construyendo un paralelogramo. La resultante es la diagonal del paralelogramo.
• Si el ángulo entre las fuerzas aumenta, la fuerza resultante disminuye.
• Si el ángulo entre las fuerzas disminuye, la fuerza resultante aumenta.
• Si son más de dos fuerzas actuando en un objeto la fuerza, la resultante se puede representar gráficamente dibujando cada vector a escala y en la dirección correcta para formar un polígono con un lado abierto. La fuerza resultante es el vector que cierra el polígono.

• Un sistema de dos fuerzas se puede resolver también gráficamente Utilizando el método triangular:
• Ejemplo: Un músculo halando con 30 lbs. de fuerza en un hueso a        20° del mismo y otro halando con 60 lbs a 75° en el  mismo punto.

Palancas

Concepto

        La palanca es la máquina que opera con el principio de una barra rígida x la cual actúan unas fuerzas que tienden a rotar la barra alrededor de un eje.
        Un sistema de tres fuerzas:

• Eje.
• Resistencia o peso.
• Esfuerzo ("moving force" o "nolding force").

        Palanca de primera clase. El eje se encuentra entre la resistencia y el esfuerzo.

        Palanca de segunda clase. La resistencia se encuentra entre el eje y el esfuerzo.

        Palanca de tercera clase.  El esfuerzo se encuentra entre el el eje y la resistencia.

• Brazo de la resistencia: Es la distancia perpendicular desde la línea de acción                   de la resistencia hasta el eje de movimiento de la  palanca.
• Brazo del esfuerzo: Es la distancia perpendicular desde la línea de acción del esfuerzo hasta el eje de movimiento de la palanca.

        Una palanca se encontrará en balance o equilibrio cuando el producto del esfuerzo y el brazo del esfuerzo es igual al producto de la resistencia por el brazo de la resistencia:

        Ejemplo: Si yo sostengo en la mano una bola que pesa 5 libras que se se encuentra a 12 pulgadas de la articulación del codo, cuando este ésta flexionado a 90°, ¿Cuantas libras de           fuerza vertical tendrá que ejercer el biceps para sostener la resistencia, si éste se ata a 1.5 pulgadas del eje del codo?.

Ventaja Mecanica de una Palanca

        Concepto. Es la habilidad de la máquina de darle ventaja al esfuerzo o en el cuerpo, de darle ventaja a la fuerza muscular.

        Ejemplos.

        Tenemos mayor ventaja mecánica cuando el brazo del esfuerzo es mayor al brazo de la resistencia. Un aumento en el largo del brazo del esfuerzo o una disminución en el largo del brazo de la resistencia resulta en mayor ventaja mecánica, facilitando la tarea que se va a ejecutar. Ejemplo: Prueba de fuerza muscular.

Palanca de 1era clase:  En este tipo de palanca no se puede predecir la  ventaja mecánica ya que dependera del lugar en que se encuentre el eje. Ejemplo: Articulacion atlanto-occipital.
Esta palanca se utiliza para ganar fuerza (esfuerzo) o distancia, dependiendo del largo relativo del brazo del esfuerzo y del brazo de la resistencia.

Palanca de 2da clase: La resistencia se encuentra entre el eje y el esfuerzo. El brazo del esfuerzo es mayor que el largo del brazo de la resistencia. Ventaja mecánica: Esta palanca provee una ventaja de fuerza tal que con poco esfuerzo se pueden sostener resistencias grandes. Ejemplo: Carretilla.

Palanca de 3era clase: El esfuerzo se encuentra entre el eje y la resistencia. El brazo de la resistencia es mayor al brazo del esfuerzo. Ventaja mecánica: Puede ser 0.1 ó menor. Es la más común en el cuerpo y la encontramos en la mayoría de los movimientos en cadena cinemática
abierta. Este tipo de palanca no es recomendable si queremos mover una resistencia grande. Se utiliza para mover pesos pequeños, grandes distancias.

        Un sistema de palancas se encontrará en equilibrio cuando laresultante de todas las fuerzas actuando en el sistema es  igual a cero.

Torque

       Concepto. Es el efecto de una fuerza de causar rotación de una palanca si la fuerza se aplica a cierta distancia del eje de la palanca. Es el producto de una fuerza multiplicado por la  distancia perpendicular entre la línea de acción de la  fuerza y el eje de rotación.  T = F X D?  Expresa la efectividad de una fuerza en mover un sistema de palancas. Esa efectividad no dependera solamente de la magnitud de la fuerza sino también de la distancia a la cual esta actuando esa fuerza. Ejemplo: Sube y baja.

Principios

• Para que exista equilibrio en una palanca, el torque producido por el esfuerzo deberá ser igual al torque producido por la resistencia. La suma de los torques es igual a cero. ? T = 0
• Una fuerza que actúe en el origen o eje de un sistema no tendrá efecto de torque pues no causará rotación del sistema.
• Solamente cuando la línea de acción de una fuerza es perpendicular a la palanca, la distancia entre la línea de acción de la fuerza y el eje de movimiento es igual al largo de la palanca.
• La dirección de los torques es positiva (+) si crea la tendencia de mover la palanca en dirección de las manecillas del reloj, y es negativa (-) si tiende a mover la palanca en dirección opuesta.
• El torque que produce un músculo varía según la posición en que se encuentre la artículación que mueve ese músculo. Ejemplo: El brazo del esfuerzo de los flexores de codo es mayor cuando el codo esta flexionado a 90° (la distancia perpendicular (?) a la línea de acción del músculo y el eje de movimiento), por lo tanlo el torque que producen estos músculos también será mayor en esa posición.
• La ecuacion de equilibrio (? T = 0) permite encontrar la magnitud de fuerzas que produce un músculo o fuerzas que se producen en la articulación que no se pueden medir directamente.

Función

        Se utilizan para cambiar la dirección de una fuerza ó para aumentar ó disminuir la magnitud de la fuerza. Aplicación en el cuerpo humano: En el cuerpo no tenemos poleas como tal pero tenemos unas prominencias oseas y otros medios que permiten:

• Desviar la dirección de la fuerza de un músculo.
• Aumentar la ventaja mecánica del músculo al aumentar su brazo de esfuerzo (distancia perpendicular desde la línea de acción del músculo y el eje de movimiento de la articulación).

        La patela. Cambia la dirección de la línea de acción del cuadriceps y aumenta el largo del brazo del esfuerzo del cuadriceps (palancaje).

Tipos

• Polea sencilla:  Su proposito es cambiar la línea de una fuerza.
• Poleas movibles: Este sistema de poleas distribuye el peso que se está levantando a través de un número de cuerdas, por lo tanto proveen ventaja mecánica.

Principio

        Cuando una fuerza actúa en ángulo en un segmento, esa fuerza puede resolverse en dos fuerzas componentes, una vertical y otra horizontal.

Objetivos

• Visualizar el efecto que tienen esas fuerzas angulares en el cuerpo.
• Determinar el torque producido por esas fuerzas.
• Calcular la magnitud de las fuerzas que producen los músculos  y las fuerzas de compresión de la articulación.

• El componente vertical:  Es ? al eje de x y el componente horizontal paralelo al eje x. La magnitud y la direccion de estos componentes tienen el mismo efecto que la fuerza original.
• Componente rotatorio: Componente ? al segmento (que puede ser el eje x) que es la fuerza efectiva en causar el movimiento rotatorio del segmento alrededor de un eje.
• Componente paralelo: Componente que causa compresión o distracción entre las superficies arciculares.

          Ejemplos:

• Determina el componente rotatorio y el componente estabilizante de un musculo que esta halando en un segmento óseo a 15° con una fuerza de 160 lbs.

Concepto

        Punto alrededor del cual cada partícula de la masa está equitativamente distribuída.

Localización

Adulto

        Posición anatómica de pie: El centro de gravedad se encuentra un poco anterior a la segunda vértebra sacral.

Determinates

        Posición del cuerpo. Cambios de posiciones del cuerpo causan cambios en la  posición del centro de gravedad. Cualquier cambio en la posición de un segmento individual causara un cambio en la posición del centro de gravedad del segmento y del cuerpo también.  Si flexionamos una extremidad movemos su centro de gravedad proximalmente. En este Caso acortamos entonces el brazo de la resistencia en esa palanca de tercera clase. Esto resulta en una disminucion del torque  producido por esa resistencia. Esto facilitaría la actividad porque el torque que tiene que producir el esfuerzo debe ser igual al torque producido por la resistencia.
        Cuando aplicamos una pesa o resistencia en un segmento, el torque producido por esa resistencia sera mayor cuando el segmento se encuentra horizontal. En esa posición la distancia entre la resistencia y el eje de movimiento es mayor. Además de que en esa posición el componente rotatorio del vector de resistencia es igual al peso de la resistencia cuando esta se encuentra ? al  piso.

Estabilidad

Determinantes

        Localización del centro de gravedad en relación a la base de soporte: Para que exista estabilidad, el centro de gravedad de un cuerpo debe proyectarse dentro de la base de soporte.
El grado de estabilidad o movilidad de un cuerpo en términos  mecanicos va a depender de:

• El tamaño de la base de soporte.
• La altura del centro de gravedad sobre la base de soporte.
• La localizacion de la línea de gravedad dentro de la base de soporte.
• El peso del cuerpo.

        Alteramos la posición del centro de gravedad levemente y el cuerpo puede hacer los ajustes necesarios para lograr que el centro de gravedad regrese a su posición original.

Equilibrio no Estable

        Alteramos la posición del centro de gravedad y el cuerpo no puede regresar a su posición original y asume una posición nueva.

Equilibrio Neutral

         Cuando el centro de gravedad se desplaza pero permanece a un mismo nivel (el cuerpo ni se cae, ni regresa a la posición original, sino que se desplaza el centro de gravedad con su base    de soporte).

Libros

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