Prof. Edgar Lopategui Corsino

M.A., Fisiología del Ejercicio

 

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Introducción  |  Objetivos  |  Terminología  |  Propósito  |  Preliminares  |  Definiciones  |  Tipos de Movimientos  |  Factores que Modifican el Movimiento Resumen  |  Preguntas y Ejercicios de Repaso |  Compruebe su Conocimiento   |  Actividades de Aprendizaje   |  Evaluación  |  Referencias

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UNIDAD 3: BIOMECÁNICA

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LECCIÓN U3-L4:

INTRODUCCIÓN A LA CINEMÁTICA DEL MOVIMIENTO HUMANO

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INTRODUCCIÓN

        La cinemática representa el estudio del movimento ejecutado por el organismo humano, excluyendo el análisis de las posibles fuerzas que influyan en esta acciones (Richards, 2018, p. xv).  La cinemática forma parte de la dinamica, como parte de la mecánica de cuerpos rígidos (Özkaya, Nordin, Goldsheyder, & Leger, 2012, .p. 1).  El estudio cinemático parte de movimiento lineales (cinemátca lineal), angulares o rotatorios (cinemática angular)

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OBJETIVOS

        Una vez se haya completado la Lección U3-L4 (Introducción a la Cinemática del Movimiento Humano), se espera que los estudiantes sean capaces de:

1. Identificar al, con seguridad.

2. Reconocer un, correctamente.

3. Desarrollar un p, satisfactoriamente.

4. Indicar la an, con un mínimo de 15% de error.

5. Demostrar las , por lo menos con un 90% de precisión.

6. Ejemplarizar una, con un 70% de exactitud.

7. Distinguir lo, convincentemente

8. Armar un, con confianza.

9. Preparar un, con firmeza

10. Proponer u, favorablemente.

11. Adoptar una, apropiadamente.

12. Elaborar un pl, sin errorres y de forma legible.

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TERMINOLOGÍA.1

        Los conceptos nuevos que requieren ser dominados en la Lección U3-L4, son los siguientes:

Cinemática
Cinemática lineal
Cinemática angular
Movimiento rectilineo
Movimiento curvilineo
Movmiento angular o rotatorio

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PROPÓSITO

        El propósito de esta lección consiste en introducir el campo de la cinemática.

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CONSIDERACIONES PREMIMINARES

        El análisis cinemático atañe a las relaciones inherentes en los vectores de desplazamiento, velocidad y aceleracion (Özkaya, Nordin, Goldsheyder, & Leger, 2012, p. 87).  Al describir el movimiento, se identifican tres tipos, reconocidos como movimiento lineal (o traslación), movimiento angular.(o movimiento rotatorio) y movimiento general (combinacion de movimientos lineales con angulares).  El movimiento lineal puede ser: 1) movimiento rectilineo y 2) movimiento curvilineo   La primera carcterística cinemática que se puede estudiar es la posición, es decir, la localización de un objeto en el espacio (al comienzo o al final del movimiento) (Blazevich, 2017, p. 2; McGinnis, 2013, pp. 52-54).

        Otra área de estudio en la cinemática consiste en los vectores.  Aquellos vectores que únicamente miden magnitud (ejemplo: tamaño, longitud, ancho, rapidez) se conocen como una cantidad escalar.  Por el otro lado, los vectores que poseen tanto magnitud como dirección (ejemplo: norte, sur, oeste, este, horizontal, vertical, 45 grados) se definen como una cantidad vectorial.  Por ejemplo, la variable distancia representa una cantidad escalar, la cual se mide en metros (m) o kilómetros (km).  En otro orden, la combinación de la distancia con un sentido de dirección instauran a una cantidad vectorial.  Por ejemplo, si un maratonista corrió 16 km noreste, esto define a una cantidad vectorial dado que moee magnitid (16 km) y dirección (noreste) (Blazevich, 2017, p. 2).

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DEFINICIONES

CONCEPTOS ESENCIALES

Movimiento

        El acto o proceso de cambiar en espacio y tiempo de lugar o posición, volumen, o forma de un cuerpo o segmentos de éste u objeto (sistema) con respecto a algún marco de referencia.

Movimiento relativo

        La relación del movimiento al objeto o punto específico de referencia (ejemplo: un pasajero se encuentra en reposo relativo al avión en que se encuentra, pero en movimiento relativo a la tierra)

Cinemática

        Descripción geométrica (analítica y matemática) del movimiento de los cuerpos u objetos en el espacio, en términos de desplazamiento/distancia, velocidad y aceleración por unidad de tiempo, sin considerar las fuerzas balanceadas o desbalanceadas que causan el movimiento en un sistema, con el fin de establecer el tipo, dirección y cantidad de movimiento.

Cinemática lineal

        Descripción del movimiento que se realiza en una línea récta, es decir, cinemática de la traslación o movimiento lineal.

Cinemática angular

        Descripción del movimiento que se lleva a cabo alrededor de un puntofijo (el eje o centro de giro/rotación que mantiene su posición en el interior o exterior del cuerpo), es decir, cinemática de la rotación o movimiento angular.

Sistema

        Un cuerpo o grupo de cuerpos u objetos bajo los cuales se examinará el movimiento (ejemplo: un brazo, todo el cuerpo, una bola y otros.).

Marco de referencia

        Lugar específico donde se lleva a cabo el movimiento, el cual puede ser estático (e.g., un punto de referencia en el ambiente) o móvil (ejemplo: en un corredor puede ser un segmento adyacente al estudiado, la línea media del cuerpo, un punto en la cabeza, entre otros).  El marco de refencia determina si un cuerpo esta en reposo o en movimiento.

Temporal

        Término asociado con periodos o intervalos de tiempo (Richards, 2018, p. xvi) .

Causas del movimiento

        La magnitud de la fuerza relativa a la magnitud de la resistencia.

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TIPOS/FORMAS DE MOVIMIENTO

        El cambio de lugar o posición del cuerpo puede ser descrito bajo cuatro categorías, referidas como: 1) traslación rectilinea, 2) traslaión curvilinea, 3) movimiento angular o rotatorio y 4) movimiento general  (ver Gráfico U3-L1-1 y Gráfico U3-L1-2)

Movimiento Traslatorio o Lineal
 

Gráfico U3-L2-1: Clasificación de los Diferentes Tipos de Movimientos. El diagrama despliega la gran variedad de momimientos humano (Adaptado de: Mecanical kinesiology, (p. 7) por J. N. Barham, 1978, St Louis, MO: The C. V. Mosby Company. Copyright 1978 por The C. V. Mosby Company; Kinesiology: Scientific basis of human motion, 9na ed., (pp. 316-319) por K. Luttgens & N. Hamilton, 1997, Madison, WI: Brown & Benchmark Publishers.  Copyright 1997 por Times Mirror Higher Education Group, Inc.).

 

Gráfico U3-L2-2: Ejemplos de los Diferentes Tipos de Movimientos. Ejemplos de los de momimientos humano (Adaptado de: Scientific Base o Human Movemenmt (3ra. ed., p. 44), por B. A. Gowitzke & M. Milner, 1988, Baltimore, MD: Williams & Wilkins. Copyright 1988 por: Williams & Wilkins.

Concepto.

        Aquel movimiento donde el cuerpo, segmento u objeto se traslada (cambio en posición) de un lugar a otro en curvas o líneas paralelas dentro de un marco de referencia, con cada parte o puntos del cuerpo o de un objeto desplazandose en la misma dirección y por las mismas distancias.

Subclasificación.

        Movimiento rectilíneo. Representa una progresión en línea recta de un cuerpo u objeto como un todo (cada punto o línea fija en el cuerpo u objeto se mantiene paralela desde su posición original/inicial hasta su posición final), de manera que todas sus partes se muevan/viajen la misma distancia, y en el mismo tiempo (velocidad uniforme). Algunos ejemplos son, a saber (véase Figura 3):

• Deslizarse en un trineo
• Esquí acuático
• Una bola de boliche moviéndose en una línea recta.
• Algún punto del puño de un boxeador que ejecuta un golpe directo.
• La caída de una bola hacia el suelo.
• Un movimiento de los segmentos corporal antebrazo-mano paralelo a una mesa para agarrar un vaso de agua. En este caso, los segmentos antebrazo-mano se mueven a través de la misma distancia, al mismo tiempo y en vías paralelas (Norkin & Levangie, 1983, p. 6).

Gráfico U3-L2-3: Ejemplos de Movimientos Traslatorios Rectilineos

        Las unidades de medida lineales (desplazamiento lineal) se emplean para medir la distancia a través de la cual un sistema se mueve en una línea recta. Ejemplos de las unidades de medida utilizadas son pies, metros, pulgadas, centímetros, millas, kilómetros, entre otras.

        Movimiento curvilíneo. Representa aquel movimiento traslatorio en el cual todas las partes del cuerpo o un objeto se mueven en curvas paralelas que transcurren en un patrón/vía irregular/variable o adopten la forma de una de las curvas definidas (e.g., parábola), de suerte que si cada curva fuese superpuesta una sobre la otra, éstas deberían coincidir exactamente (i.e., las trayectorias de las curvas paralelas son concurrentes). Sus ejemplos incluyen (véase Figura 4):

• La trayectoria que adopta la mano durante un servicio por encima del hombro en voleibol
• El patrón que sigue el movimiento de la muñeca durante la fase de fuerza en boliche. En este tipo de movimiento, la muñeca se desplaza siguiendo una vía curvilínea durante la liberación de la bola de boliche. (Luttgens & Wells, 1982, p. 281).
• El transcurso espacial que sigue un paracaidista durante una caída libre
• La trayectoria que sigue un esquiador sobre un terreno irregular
• Cuando un esquiador se desvía para evitar la colisión con un arbol.

Gráfico U3-L2-4: Ejemplos de Movimientos Traslatorios Curvilineos

        Los movimientos curvilíneos puede seguir un patrón circular o parabólico (ver Gráfico U3-L1-5).

MOVIMIENTO CURVILÍNEO Movimiento en una Línea Curva Circular: Movimiento contínuo alrededor de la circumferencia o radio de un círculo Parabólico: Movimiento que sigue un patrón el cual es siempre una distancia igual desde un punto y línea fija

        Los movimientos circulares representa aquel movimiento contínuo alrededor de la circunferencia (los límites del perímetro de un círculo) o radio (el segmento desde el centro de un círculo hasta un punto en el círculo) de un círculo. Algunos ejemplos incluyen (véase Figura 6):

• El patrón que sigue una bola sostenida en la mano mientras el brazo se mueve en molinete (circunducción).
• El trayecto que adopta la bola del martillo durante la ejecución del tiro de el martillo en pista y campo.

Gráfico U3-L2-6: Ejemplos de Movimientos Traslatorios Curvilineos Circulares

        El movimiento parabólico sigue una curva regular que sigue el centro de masa (o gravedad) de un cuerpo u objeto cuando es lanzado/proyectado en el aire (proyectil bajo la influencia de la fuerza de gravedad), sin ser afectado por la resistencia del aire y asu miendo que no existe ninguna otra fuerza exterior queactúe sobre el cuerpo u objeto durante su progresión. Es un movimiento que sigue un patrón de igual distancia desde un punto fijo y una línea fija. (Barham, 1978, pp. 4, 6). Sus ejemplos son:

• La trayectoria que sigue una bola o cualquier proyectil en vuelo.
• El patrón que sigue el centro de gravedad del cuerpo de un atleta en el aire durante el salto a lo largo, salto a lo alto y el brinco de la valla, en pista y campo.
• El curso en el aire que sigue un cuerpo durante el salto en esquí.
• La trayectoria que adopta la pesa al ser tirada al aire durante el tiro de la pesa (técnica tradicional) en pista y campo.
• La vía que sigue el centro de gravedad de un gimnasta durante el salto mortal.
• El movimiento que sigue el segmento antebrazo-mano durante el transcurso de coger un vaso de agua de la mesa y llevarlo a la boca.
• El patrón que adopta una bola durante un lanzamiento por encima de un lanzador en beisbol.

Gráfico U3-L2-7: Ejemplos de Movimientos Traslatorios Curvilineos Parabólicos

 

Movimiento Rotatorio o Angular

Concepto.

        El movimiento de un objeto, cuerpo o segmentos corporales rígidos (actuando como un radio, i.e., la distancia desde el eje de rotación/giro a cualquier punto de un círculo) transcurren alrededor de un punto fijo (eje o centro de giro/rotación) y siguen la trayectoria de un círculo concéntrico, donde cada punto del sistema (objeto, cuerpo o segmento corporal) se mueve a través del mismo ángulo, al mismo tiempo, en la misma dirección y a una distancia constante/proporcional desde el eje de rotación.

Componentes (véase Figura 10).

        Eje o centro de rotación/giro. Representa la línea o punto imaginario alrededor del cual un objeto, cuerpo o segmentos de éste rotan/giran. Se encuentra en ángulo recto al plano de movimiento del cuerpo. Puede o no pasar a través del propio cuerpo. Puede hallarse dentro del cuerpo (eje interno). Por ejemplo, un bailarín girando (eje vertical que atraviesa el centro de gravedad). Además, puede encontrarse fuera del cuerpo (eje externo), tal como un gimnasta que gira alrededor de una barra horizontal (eje horizontal representado a través del centro de la barra horizontal). Las articulaciones sirven de eje de rotacion para los segmentos corporales.

        Radio de rotación (de un círculo). Es la distancia lineal desde un eje de giro hasta un punto en el extremo opuesto de un objeto, cuerpo o segmento rígidos rotando. Puede ser representado por:

• Un segmento corporal (e.g., flexionando el codo, el radio sería el segmento antebrazo-mano).
• Todo el cuerpo (e.g., girando alrededor de una barra horizontal).

 

Gráfico U3-L2-8: Ejemplo de un Movimiento Angular donde Eje de Rotación se encuentra fuera del Cuerpo

Ejemplos.

• La pierna inferior pateando una bola. La pierna inferior rota alrededor de un eje en la articulación de la rodilla. El muslo participa en un movimiento rotatorio alrededor de un eje en la articulación de la cadera. (Luttgens & Wells, 1982, p. 282).
• El gimnasta realizando una vuelta gigante alrededor de la barra horizontal.
• Movimiento del antebrazo-mano alrededor del eje frontal-horizontal en el codo. Obsérvese que cada punto en el segmento antebrazo-mano se mueve a través del mismo ángulo, en el mismo tiempo y a una misma distancia constante desde el eje de rotación. (Norkin & Levangie, 1983, p. 5)
• El movimiento de circunducción del brazo ejecutado alrededor de unpunto fijo (el eje del hombro).
• La mano y el antebrazo girando la perilla de la cerradura de una puerta.

Gráfico U3-L2-9: Ejemplos de Movimientos Rotatorios o Angulares.

Unidades de medida angulares (desplazamiento angular).

        La función/utilidad es medir el patrón de un cuerpo rotando. Su designación simbólica es la letra theta (). Algunos ejemplos de las unidades de medida utilizadas incluyen, a saber:

• Revoluiciones.
• Grados.
• Radianes (proporción de un círculo y equivale aproximadamente a 57.3 grados).

Gráfico U3-L2-10: Representación Esquemática de los Componentes del Movimiento de Rotación/Angular y de un Radián. El arco BC es igual en longitud al radio de la circunferencia. El radián se define como el ángulo subtendido, en un círculo, por un arco de longitud igual al radio del mismo y es equivalente a 57.3°. (Adaptado de: Joint Structure & Function: A Comprehensive Analysis (p.11), por C. C. Norkin & M. K. Levangie, 1983, Philadelphia, PA: F. A. Davis Company. Copyright 1983 por:  F. A. Davis Company )

Otros Patrones de Movimiento

Movimiento reciprocativo.

        Representa aquel patrón que denota movimientos traslatorios repetitivos. Alguno ejemplos son el movimiento rebotante de una bola y golpes repetidos de un martillo.

Movimiento oscilatorio.

        Son movimientos repetidos en un arco. El péndulo,  metrónomo y el diapasón son algunos ejemplos de estos tipos de movimientos.

Movimiento general.

        Concepto. Los movimientos generales se caracterizan por un cuerpo u objeto que exhibe una combinación de movimientos rotatorios y traslatorios.

        Ejemplos. Algunos ejemplos de movimientos generales son a saber:

• Movimiento de la pierna al andar: Se observan movimientos generales durante las rotaciones del muslo alrededor de la cadera y de la pantorrilla alrededor de la rodilla. Además, es notable esta vía de movimiento en la traslación avanzando hacia delante.

• Ciclismo: Específicamente incluye la rotación alrededor del eje del pedal y la traslación avanzando hacia delante.

• Movimientos coordinados angulares de diferentes segmentos del cuerpo, de tal forma que un segmento relacionado se desplaza linealmente: Bajo esta descripción se encuentra la estocada en esgrima. Durante la estocada, se observa un movimiento lineal de una parte del cuerpo (la mano) como resultado del movimiento angular de varios segmentos corporal. Otros movimientos bajo esta categoría son el tirar dardos y el lanzamiento de la pesa (o bala) convencional en atletismo.

• Movimientos del cuerpo en el salto de trampolín: Esta vía de movimiento es evidente durante la rotación alrededor del centro de gravedad. En adición, se observa durante la traslación en dirección (a favor) de la gravedad.

Gráfico U3-L2-11: Ejemplos de Patrones de Movimiento General

        Movimiento general complejo. Son la combinación simultanea de diferentes tipos de rotaciones. Un ejemplo clásico es la acción de las piernas del ciclista. Durante este tipo de movimiento que ejecuta el ciclista existe como mínimo tres rotaciones simultaneas ejecutandose, las cuales son (Hay, 1985, p. 8):

• Rotación de la cadera alrededor de un eje que atraviesa la articulación de la cadera.
• La rotación de la pierna inferior (pantorrilla) alrededor de la articulación de la rodilla.
• La rotación del pie alrededor de la articulación del tobillo.

Gráfico U3-L2-12: Ejemplo de un Movimiento General Complejo

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        Existen una divesidad de factores que afectan los movimientos previeamente discutidos.  Estos pueden ser de origen externo (ambiental) o interno (morfológico) (Luttgens & Hamilton, 1997, p. 321).

FACTORES EXTERNOS

        Los factores externos o ambientales que modifican el movimiento pueden ser la fricción, la resistencia del aire y la resistencia del agua.

FACTORES ANATÓMICOS (RESISTENCIA INTERNA)

        Bajo esta categoría se encuentra los siguientes:

1. Fricción en las articulaciones.

2. Tensión de los músculos antagonistas.

3. Tensión de los ligamentos aponeurosis o epimisio del tronco muscular.

4. Anomalías óseas y en la estructura articular.

5. Presión atmosférica de la cápsula articular.

6. La interferencia de los tejidos blandos.

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