Capitulo de Musculo Guyton

8/16/2019 Capitulo de Musculo Guyton

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Biomecánica del Movimiento (2º)Facultad de Ciencias del Deporte. Universidad de Castilla la Mancha.

Guiones de las clases. Tema 7. Profesor: Xavier Aguado Jódar

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TEMA 7: LAS FUERZAS

1- Tipos de fuerzas. Clasificación y definiciones.2- Las leyes de Newton. Inercia. Impulso mecánico y cantidad demovimiento. Acción y reacción. Conservación de la cantidad demovimiento. Transferencia de la cantidad de movimiento. Aplicaciones amovimientos lineales y angulares. Aplicaciones a movimientos en el medioterrestre, aéreo y acuático.3- Máquinas simples. Poleas. Palancas. Aplicaciones a máquinas de

musculación y a la mecánica del sistema osteo-muscular.

BIBLIOGRAFÍA

Aguado, X. (1993). Eficacia y técnica deportiva. Análisis del movimiento humano. INDE. Barcelona.

Aguado, X; González,J.L. e Izquierdo,M. (1997). Biomecánica fuera y dentro del laboratorio. Universidad deLeón. León.

Carr, G. (1997). Mechanics of Sport . Human Kinetics. Champaign Illinois.

Dyson, G. (1982). Mecánica del atletismo. Stadium. Buenos Aires.

Gutiérrez, M. (1988). Estructu ra biomecánica de la motr ici dad . CD INEF. Granada.

Hay, J.G. (1993). The Biomechanics of Sports Techniques. Prentice Hall. New Jersey.

Hochmuth, G. (1973). Biomecánica de los movimientos deportivos. INEF Madrid.

Kreighbaum, E. y Barthels, K.M. (1996). Biomechanics. A Qualitative Approach for Studying Human Movement .Allyn and Bacon. Boston.





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1- TIPOS DE FUERZAS

Las fuerzas en mecánica son vectores. No se ven como tales en la realidad, sinoque se observan sus efectos sobre los cuerpos. Estos efectos pueden ser:

- deformaciones- estados de equilibrio- cambios en el movimiento

Estos efectos se atribuyen a “fuerzas”, que se representan como magnitudesvectoriales y por lo tanto tendrán:

-módulo- dirección- sentido

- punto de aplicación

CLASIFICACIÓN DE TIPOS DE FUERZAS:

A DISTANCIA de la gravedad

INTERNAS muscular

EN EL CONTACTO EXTERNAS

fuerzas externas producidas en el contacto entre cuerpos o con el medio:

CON OTROS CUERPOS rozamiento

acción (normal) y reacción

TERRESTRE centrífuga y centrípeta rozamiento

ascensional acuática (flotación) y aérea CON EL MEDIO

ACUÁTICO resistencia Y

AÉREO sustentación

centrífuga y centrípeta





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A continuación se comentan los orígenes, las direcciones, sentidos y ejemplos delos diferentes tipos de fuerzas expuestos en la clasificación.

La fuerza de rozamiento:

Origen: contacto entre las moléculas de las superficies de 2 cuerpos.Dirección: tangencial a 2 superficies que entran en contacto.Sentido: contrario al de avance de una de las superficies.Ejemplos: entre mano del tenista y empuñadura, entre suela de la zapatilla y elsuelo, entre la cubierta de la rueda y el asfalto en ciclismo, ..

Las fuerzas de acción (normal) y reacción:

Origen: según explica 3ª ley de Newton.Dirección: variable según como se apliquenSentido: acción: hacia donde se ejerce

reacción: en sentido contrario de la fuerza de acción.Ejemplos: acción: fuerza aplicada contra el peso al lanzarlo, de un puñetazocontre el adversario, de una patada en kárate, el peso contra el suelo horizontal,contra el suelo en un apoyo en carrera,..

reacción: las mismas en sentido contrario.

Las fuerzas ascensionales acuática (flotación) y aérea:

Origen: principio de Arquímides.Dirección: verticalSentido: hacia arribaEjemplos: globo aerostático, nadador, piragua, embarcación, buzo, .. ..

Las fuerza de resistencia:

Origen: en el avance de un cuerpo en un fluido.Dirección: en la de avance del cuerpoSentido: contrario al de avanceEjemplos: ciclista, nadador, esquiador, bobs, .. .. ..





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Las fuerza de sustentación:

Origen: principio de BernouilliDirección: perpendicular al flujo relativo

Sentido: hacia la zona de baja presión estáticaEjemplos: mano del nadador en la propulsión, ala de un avión, hélice de un motorde embarcación, efectos de balones, disco volador, .. .. ..

Las fuerzas centrífuga y centrípeta:

Origen: en los movimientos angularesDirección: radial

Sentido: centrífuga: hacia fueracentrípeta: hacia el centro de giroEjemplos: viraje en una curva de una bicicleta, corredor en la curva de la pista deatletismo, viraje de un avión, lanzamiento de martillo,.. .. ..





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2r m I ⋅=

2- LAS LEYES DE NEWTON

Primera ley (de la inercia):

Todo cuerpo tiende a permanecer en el estado en que se encuentra, quieto enreposo o moviéndose a velocidad constante, de no ser que aparezca algunafuerza que lo impida.

Esta tendencia de los cuerpo se denomina inercia.

En el movimiento lineal se mide con la masa del cuerpo (a más masa másinercia y a menos masa menos inercia). Un cuerpo de 8 kg tiene más inercia que

otro de 2 kg y menos que uno de 100 kg. Cuesta más poner en movimiento ofrenar totalmente su movimiento (desde una misma velocidad) a un camión que aun coche.

En el movimiento angular, la denominada inercia angular (moment of inertia) nosólo depende de la masa sino también del radio de distribución de la masarespecto al eje de giro.

Una persona en posición anatómica, aun tratándose de la misma masa, no tienela misma inercia respecto a los diferentes ejes. Ordenados de menor a mayor:

- vertical- transversal- antero-posterior

(Hay,1993) (Kreighbaum y Barthels, 1996)





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Una misma masa, en función de cómo se distribuya respecto al radio de giro,variará su inercia:

A igualdad de radio, cuanto mayorsea la masa mayor será la inercia.

A igualdad de masa, cuantomayor sea el radio mayor será lainercia.

El cilindro a tiene menos inercia por tener concentrada su masamás cerca del eje de giro y por ello llegará antes abajo.

b/ más inercia a/ menos inercia

(Kreighbaum y Barthels, 1996)

(Kreighbaum yBarthels, 1996).





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Diferentes posiciones y ejes de giro con sus inercias angulares (rango devalores extremos en diferentes personas según Hochmuth):

a/ más inercia b/ menos inercia

Si se pueden elegir 2 posiciones de giro respecto a unmismo eje, la más agrupada tendrá menor inercia.

(Hochmuth,1973). E e antero- osterior (12 a 15 K • m2).

Eje transversal (10,5 a 13 Kg • m2).

E e transversal (4 a 5 K • m2).

Eje longitudinal (1 a 1,2 Kg • m2).

Eje longitudinal (2 a 2,5 Kg • m2).

(Carr,1997).





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Valores de inercias angulares en una misma persona según el eje de giro y laposición, ordenadas de menor a mayor (según Hay):

En 1 o varios segmentos corporales (si son varios manteniendo siempre la misma

alineación entre ellos), respecto al eje de giro de la articulación, la inercia angularse mantiene constante al variar el grado de flexión- extensión de la articulación(pe cadera), aunque el momento aumenta cuanto más alejados estén en lahorizontal los segmentos.

a b c

d

(Hay,1993).

(Kreighbaum y Barthels, 1996).





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Varios segmentos corporales (pe miembro superior o miembro inferior) que giranrespecto a una articulación (pe hombro o cadera en los anteriores ejemplos)tendrán menor inercia angular cuanto más agrupados se encuentren respecto a laarticulación de giro.

Hay multitud de aplicaciones a diferentes deportes y actividades, pe la carrera.







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Palo masa (kg) inercia angular (kg••••m2)

Madera 1 0,371 0,224

Madera 2 0,381 0,228Madera 3 0,385 0,224Hierro 3 0,419 0,212Hierro 4 0,426 0,208Hierro 5 0,436 0,21Hierro 6 0,44 0,206Hierro 7 0,445 0,205Hierro 8 0,454 0,205

Hierro 9 0,458 0,204Hierro 10 0,464 0,203

Masas e inercias lineales de diferentes palos de golf alrededor de un ejetransversal situado a 10 cm del final de la empuñadura:

¿Por qué aun aumentando la masa desde el primer palo al último, las inerciasangulares tienden a disminuir, salvo en 2 casos?





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(modificado de Gutiérrez, 1988).

Segunda ley: (de la ecuación fundamental de la dinámica):

Existe una relación directamente proporcional entre la fuerza que aplicamos, pe

en un lanzamiento, y la aceleración que adquiere el objeto lanzado.Experimentalmente podemos comprobar lanzando un mismo objeto (desde lamisma altura y con el mismo ángulo) que cuanta más fuerza apliquemos tantamás aceleración adquirirá y por tanto más lejos llegará. Así se puede llegar aestablecer una relación directamente proporcional entre la fuerza que se aplica yla aceleración que adquiere el objeto.

Por otro lado también podemos comprobar, lanzando objetos de diferente masa yaplicando la misma fuerza en todos los lanzamientos (desde la misma altura y

con el mismo ángulo), que existe una relación inversamente proporcional entre laaceleración que adquiere el objeto y su masa. Así a menor masa adquirirá mayoraceleración (llegará más lejos) y a mayor masa adquirirá menor aceleración(llegará menos lejos).

De estos datos experimentales se deduce que: am F ⋅=m

F a =





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De no haber otras fuerzas el impulso mecánico aplicado a un cuerpo se va atraducir en la variación de su cantidad de movimiento.

Impulso mecánico = Es el área de la gráfica de fuerza / tiempo. En el SI se mide

en N • s.

De forma práctica se sabe que cuando lanzamos un cuerpo (disco, peso, piedra,..) o impulsamos nuestro cuerpo en una batida el resultado es el mismo siaplicamos mucha fuerza durante poco tiempo que si lo que hacemos es aplicarpoca fuerza durante mucho tiempo, siempre que el impulso mecánico aplicado enel primer caso coincida con el aplicado en el segundo caso.

Es lo mismo aplicar 50 N durante 2 s, que 20 N durante 5 s. En ambos casos elimpulso mecánico será 100 N • s. En ambos casos, si se tratara de unlanzamiento de un objeto que parte desde parado adquirirá una velocidad de:

si su masa es de 100 kg 1 m / ssi su masa es de 50 kg 2 m / ssi su masa es de 20 kg 5 m / ssi su masa es de 10 kg 10 m / ssi su masa es de 1 kg 100 m / s

Por ejemplo, cayendo en 2 pruebas consecutivas, desde la misma altura (pe1,5 m), pero la primera caída la realizamos “amortiguando poco”, pues caemos

bastante rígido, flexionando poco las rodillas, tobillos y caderas, mientras que enla segunda caída la realizamos amortiguando mucho más (con mayor grado de

t

vmam F

∆⋅=⋅= vmt F ∆⋅=⋅

a b





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flexión de rodillas, tobillos y caderas). En los dos casos en el instante de empezara tocar el suelo nuestro CG tendrá la misma velocidad de caída (ya que lohacemos de la misma altura) y al final de la amortiguación llegaremos a tenervelocidad 0. Lo único que varía es que en la caída poco amortiguada habremos

aplicado mucha fuerza de frenado durante poco tiempo, mientras que en la caídamás amortiguada habremos aplicado un menor nivel de fuerza de frenadodurante más tiempo. En ambos casos el impulso de frenado coincidirá y enambos casos la variación (pérdida) de cantidad de movimiento será la misma.

En la realidad, prácticamente no ocurre nunca que se aplique una fuerzaconstante durante un lanzamiento, impulsión, batida o golpeo. Lo frecuente esque el nivel de fuerza varíe a lo largo del tiempo en función de la disponibilidadpara aplicar más o menos fuerza que tengamos a lo largo del lanzamiento,impulsión batida o golpeo.

En estos casos (cuando la fuerza aplicada varía a lo largo del tiempo) la formamás usual de calcular el impulso mecánico es sumando las áreas de todos losrectángulos que están incluidos en la gráfica. El área de cada rectángulo equivale

a multiplicar su altura (valor de fuerza registrado) por su base (tiempo quetranscurre entre 2 medidas. Cuanto menos tiempo transcurra entre 2 medidas de





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fuerza tanto más preciso será este métodopara calcular los impulsos. Normalmente,

cuando se toman medidas con plataformasde fuerza el tiempo que transcurre entre 2

medidas se suele fijar entre 1 y 5 milisegundos(es decir se mide con una frecuencia demuestreo entre 1000 y 200 Hz) dependiendode lo que se esté estudiando.





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En estos tests de salto y en cualquier otro movimiento que se haga partiendodesde parado se podrá calcular a partir de las variaciones en las fuerzas dereacción del suelo a lo largo del tiempo:

- La evolución de la velocidad del CG (y por tanto saber su velocidad al perdercontacto con el suelo)

- La evolución de la altura del CG

- La evolución de la potencia mecánica

Para ello se parte del supuesto de que todas las fuerzas que se aplican o sedejan de aplicar y por tanto los impulsos se convierten en variaciones de lacantidad de movimiento y no se pierden.





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En los saltos se definen 4 diferentes tipos de impulsos (2 negativos y 2positivos):

A/ IMPULSOS NEGATIVOS:

Se miden por debajo de la línea del peso y encima de la gráfica de fuerza /tiempo.

Impulso negativo de descenso: durante el descenso del CG, pe en un CMJ.

Impulso negativo de ascenso: durante el ascenso del CG, pe en un CMJ, un SJo un DJ.

B/ IMPULSOS POSITIVOS:Se miden por encima de la línea del peso y debajo de la gráfica de fuerza /tiempo.

Impulso de frenado: durante el descenso del CG, por ejemplo en un CMJ.

Impulso de aceleración: durante el ascenso del CG, por ejemplo en un CMJ, unSJ o un DJ.

La cantidad de movimiento en el movimiento lineal y en el angular:

En el movimiento lineal depende de la masa y de la velocidad lineal:

En el movimiento angular depende de masa, radio respecto al eje de giro y dela velocidad angular:

Así como la inercia era simplemente la mayor o menor tendencia a permanecerquieto o a velocidad constante, en el término de cantidad de movimiento secontempla la mucha o poca velocidad que tenga el cuerpo y aquí si que se nosestá dando información de lo mucho o poco que costará llegar a parar diferentes

vm ⋅

ω ⋅⋅2r m





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TIPO DEMOVIMIENTO

LINEAL ANGULAR

1ª Ley INERCIA m m •r 2

2ª LeyCANTIDAD DE

MOVIMIENTOm•v m •r 2•ω

3ª LeyLa cantidad de movimiento seconserva a no ser que ..

La cantidad de movimiento seconserva a no ser que ..

La cantidad de movimiento sepuede transferir .. .. ..

La cantidad de movimiento sepuede transferir .. .. ..

ACCIÓN REACCIÓN

cuerpos que se estén moviendo a mayor o menor velocidad (no sólo la tendenciaa la quietud o al movimiento).

En el movimiento angular la inercia se abreviaba como I y en terminología inglesa

se le denomina “moment of iner t ia ” Mientras que la cantidad de movimientoangular se suele abreviar como H y en terminología inglesa se le denomina“momentum ”.

En el movimiento lineal:

Mientras que en el movimiento angular:

Los ingleses, por tanto tienen al menos 3 momentos diferentes:

Moment of force: Momento de una fuerza. Tendencia a girar al aplicar unafuerza a cierta distancia del eje de giro.

Moment of inertia: Inercia angular. Tendencia a la quietud o al movimiento a

velocidad angular uniforme de los cuerpos.

Momentum: Cantidad de movimiento angular. Es el producto de la inerciaangular por la velocidad angular.

PRINCIPIO DE TRANSFERENCIA:

La cantidad de movimiento puede transferirse, parcial o totalmente entre cuerposo entre segmentos de un mismo cuerpo.

v I H L L ⋅=

⋅= I H A





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1- En el movimiento lineal:

En choques inelásticos:

A/ con bolas que ruedan por una superficie

B/ con un péndulo múltiple:





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Ya que estamos hablando del movimiento lineal el caso del péndulo nos sirvepara ver que ocurre con las velocidades lineales de las bolas en los instantesprevios y posteriores al impacto, que se reflejarán directamente en la mayor omenor altura que alcance la bola golpeada.

En los casos de antes, pueden haber por medio varias bolas que irántransfiriendo la cantidad de movimiento de unas a otras hasta llegar a la últimaque es la que saldrá despedida.

Hay aplicaciones a muchos deportes y actividades físicas, pe:

Ciclismo:Un ciclista empuja a otro y puede llegar hasta quedar totalmente parado,transfiriendo su cantidad de movimiento al otro. Si se va a la misma velocidad,cuanto más pese el ciclista que empuja, tanta más velocidad ganará el que esempujado.

Golf:La cantidad de movimiento que tiene el palo en el instante previo al golpeoequivale a la suma, en el instante posterior al golpeo, de la del palo más la de labola. Es debido a que parte de la cantidad de movimiento que tenía el palo latransferirá en el golpeo a la bola. Cuanta más transfiera tanta más velocidadadquirirá la bola.

Fútbol:Se podría decir algo parecido al golf, pero en este caso entre el miembro inferiorque chuta y el balón.

Lanzamientos:El lanzador puede intentar transferir parte o la totalidad de la cantidad demovimiento que logra en la carrera previa al implemento que lanza. Como estepesará mucho menos que él adquirirá una importante velocidad.

Cuando los movimientos previos de los cuerpos que entran en colisión eran ensentido contrario, tras la colisión se transferirá la resta de las cantidades demovimiento que tenían los cuerpos previamente y será en el sentido delmovimiento del cuerpo que tenía más.





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Así en deportes en los que haya colisiones y bloqueos habrá dos posibilidadespara salir airoso: o ser muy pesado o ser rápido.

2- En el movimiento angular:

En el movimiento angular, cada uno de los segmentos que componen un cuerpoque se encuentra girando respecto a un eje tiene una parte proporcional decantidad de movimiento.

En las fases aéreas los cuerpos giran por el CG. Un cuerpo que durante laimpulsión haya podido ganar una determinada cantidad de movimiento en un soloeje (pe el transversal) una vez en vuelo puede girar respecto a otros ejes consimplemente cambiar la posición de diferentes segmentos corporales quetransferirán así la cantidad de movimiento que tenían de un eje a otro. De estamanera en una batida se puede adquirir cantidad de movimiento en el ejetransversal (pe para hacer un mortal) y durante el vuelo se puede realizar unmortal con pirueta (la pirueta es un giro en el eje longitudinal).





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PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN:

Si no existen pérdidas el impulso mecánico se convierte en cantidad demovimiento y la cantidad de movimiento perdura (se conserva) a lo largo del

tiempo a no ser que aparezcan otras fuerzas que lo eviten. Las pérdidas podríanser en calor, deformación de cuerpos, rozamiento, resistencia, ..

Este principio tiene especiales aplicaciones en el movimiento angular, ya que enél la cantidad de movimiento equivale a: m •r 2•ω y durante dichos movimientospodemos modificar al radio de giro.

Pues bien, si disminuimos el radio de giro, como la cantidad de movimiento

perdura, resulta que aumentará de forma importante la velocidad angular (ω

) y siaumentamos el radio de giro disminuirá la velocidad angular (ω).

Este principio tiene aplicaciones el las fases aéreas de muchos deportes. Pe ungimnasta que hace un mortal adelante y se da cuenta antes de llegar al suelo quese “pasa ” puede extenderse más y con ello disminuir la velocidad de giro de sucuerpo. Al revés, un saltador de trampolín que realiza un doble mortal y se dacuenta antes de llegar al agua que se queda “corto ” puede agruparse más y conello aumentar la velocidad de giro y llegar en la posición que pretendía al agua.

(Hay,1993).

Principio de conservación en un salto detrampolín: mientras durante el vuelo

permanece constante la cantidad demovimiento, cuando aumenta la inerciaangular disminuye la velocidad de giro y a

la inversa también.





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(Hay,1993).

Ejemplo de la cantidad de movimiento en salto de potro (como la paloma en el suelo“handspring ”) en un estudio hecho con los finalistas del los juegos Panamericanos de 1987 (Hay,

1993. Cantidad de movimiento en el pre vuelo : 95 kg •m2 / s

Cambio de la cantidad de movimiento en el contacto de las manos con el potro: -50 kg •m2 / s

Cantidad de movimiento en el vuelo: 45 kg •m2 / s

Mientras la cantidad demovimiento total del cuerpo permanece constante a lo largo del

vuelo (principio de conservación)se puede dar transferencia entre los

miembros superiores e inferioresde manera que simplemente se

muevan unos u otros en vez delgiro de todo el cuerpo a la vez,como sucede en el gráfico delsaltador de trampolín.

(Hay,1993).





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Un patinador puede ralentizar o aumentar la velocidad de giro respecto al ejelongitudinal aumentando o disminuyendo el radio de giro, al cambiar la posiciónde su cuerpo; normalmente acaban con radios muy pequeños que lesproporcionan las mayores velocidades angulares.

.

Cualquier cantidad de movimiento, por pequeña que sea, que hayamos adquiridoen una batida, salto, impulsión, .. .. nos va a estar afectando constantementedurante la fase de vuelo. Los saltadores de longitud habitualmente adquierendurante la batida una cierta cantidad de movimiento en el eje transversal que lesllevaría durante el vuelo a ir girando hacia delante, si no hiciesen nada porevitarlo.

En una batida se adquiere cantidad de movimiento cuando la fuerza tiene unadirección excéntrica al CG. Si esta fuerza pasa por delante del CG la cantidad demovimiento nos hará girar en el vuelo hacia atrás y si pasa por atrás durante elvuelo giraremos hacia delante.

(Hay,1993).

(Hay,1993).

Sobre una plataforma de pocorozamiento podemos observar lo que

le ocurre al patinador y ver mientrasse gira que al disminuir la inerciaangular (porque se disminuye elradio) aumenta la velocidad angulary viceversa, mientras que la cantidadde movimiento angular permanecería

constante de no ser por el rozamiento

Si el gimnasta, en la batida, aplica unafuerza externa a su CG, que pasa por

delante de éste, durante el vuelo realizará

un mortal atrás.





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Tercera ley de Newton: (ley de acción y reacción):

A toda fuerza de acción le corresponde otra del mismo módulo y dirección pero

de sentido contrario denominada de reacción.

Si empujamos el suelo hacia abajo y éste no se deforma nos devolverá unafuerza hacia arriba en la misma dirección, con el mismo módulo y sentidocontrario.

En realidad la ley de acción y reacción debe entenderse dentro de laconservación de la cantidad de movimiento. La tierra no se va hacia abajo porquetiene mucha más masa que nosotros. Si damos un paso hacia el muelle desde un

buque que no está amarrado, este tampoco se va hacia atrás porque tiene muchamás masa que nosotros, pero si lo hacemos sobre una barca pequeña éstaretrocede considerablemente. Al disparar una bala con una pistola casi no hayretroceso, pero la cosa cambia con una escopeta o con un pequeño cañón. Siuna persona tuviera tanta masa como la tierra, cuando saltara (empujando latierra hacia abajo) la tierra saldría despedida a la misma velocidad que lapersona, pero en sentido contrario.

(Aguado,1993).

El principio de acción-reacción debe ser entendido como una conservación de la

cantidad de movimiento. Si una persona de igual masa que la tierra saltase “haciaarriba” empujaría con la misma velocidad que él se va hacia arriba la tierra hacia abajo.Si damos un paso hacia delante sobre una barca no amarrada esta se va hacia atrás(porque tiene poca masa respecto a quien da el paso) pero si hiciéramos lo mismo sobre

un trasatlántico (que tiene mucha masa) no pasaría nada.





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Cuando existe una deformación del suelo sobre el que se aplica una fuerza lafuerza parte de la fuerza de acción se pierde en la deformación y la fuerza dereacción es menor, como sucede al correr por la playa, o sobre una colchonetablanda, en donde cuesta más impulsarse.

Al lanzar un artefacto como por ejemplo un peso la misma fuerza que aplicamosal artefacto la “sentimos” en sentido contrario contra nuestra mano.

El principio de acción y reacción debe contemplarse también enlos movimientos que se realizan en los medios aéreo y acuático:

En estos medios el principio dice que al no haber un apoyo firme, a todomovimiento de uno o varios segmentos de un cuerpo en un sentido lecorresponde el movimiento en sentido contrario de otro u otros segmentos.

Unas pinzas de tender al soltarlas abiertas se cierran por igual sus dos extremos.Las palas de los helicópteros giran en un sentido, pero el resto del helicóptero nogira en sentido contrario gracias al rotor de cola, pero si éste falla la cabinaempieza a girar en sentido contrario.

(Gutiérrez,1988).

Si realizamos la batida de un salto sobre una colchoneta parte de la fuerza de acción se pierde enla deformación de la colchoneta obteniendo al final una fuerza de reacción menor y un salto demenor altura res ecto a si hubiéramos hecho la batida sobre el suelo firme.





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A la acción de la cintura

escapular, girando en unsentido, le corresponde lareacción de la cintura pélvica girando en sentido

contrario.

(Gutiérrez,1988).

(Dyson,1982). Acción-reacción de unos segmentos frente a otros en fases aéreas.





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3-MÁQUINAS SIMPLES

POLEA:

- Máquina simple compuesta de una rueda que gira alrededor de un eje sostenido por unahorquilla. En un lado cuelga la carga ("resistencia") y en el otro se aplica la fuerza para

sostenerla (" potencia")

POLEA FIJA:

-La horquilla está fija sobre un punto de apoyo inmóvil.

- Sirve para cambiar la dirección y sentido en el que se aplica una fuerza sin cambiar sumódulo (el valor de esta fuerza). El brazo de potencia y el brazo de resistencia (radios de

la rueda) serán siempre iguales y por eso no cambia el valor de la fuerza a lo largo del

recorrido sino simplemente la dirección en la que se ejerce la fuerza.

Equivalencias entre la potencia y la resistencia en una polea (P= potencia; R=

resistencia; BP= brazo de potencia; BR= brazo de resistencia).

BP

BR R P

BR R BP P

⋅=

⋅=⋅

Polea fija.





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- En el cuerpo humano se dan muchos casos de poleas fijas. Las prominencias óseas, como

por ejemplo los maleolos, cambian la dirección de los tendones procurando un mejor

ángulo de tracción.

POLEAS EXCÉNTRICAS FIJAS:- Son poleas en forma de habichuela o elípticas.

En ellas los brazos de potencia y resistencia van cambiando a lo largo del recorrido y así elvalor de la carga que se maneja a un lado de la polea se transmite en forma de una

resistencia cambiante al otro lado de la polea.

Poleas excéntricas fijas: según la posición de la polea los brazos de potencia y resistencia

se equilibrarán o se potenciará uno o el otro.

Polea excéntrica fija. En la posición en la quese encuentra permite aplicando una menor

fuerza vencer una resistencia mayor .

Polea excéntrica fija. En la posición en la que seencuentra hay que aplicar una fuerza mayor a la

Polea excéntrica fija usada en una máquina de musculación. (Kreighbaum y Barthels, 1996).





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POLEAS MÓVILES O POLIPASTOS:

- Son poleas que tienen por función multiplicar la fuerza que se ejerce con el objeto de

vencer una resistencia que de otra forma no podríamos manejar.

En este polipasto se realiza, a lo largo de todo su recorrido,

la mitad de la resistencia que se vence.

En este polipasto se realiza, a lo largo de todo su recorrido,una cuarta parte de la resistencia que se vence. Si en vez deuna carga colgada en un extremo estuviéramos tirando de

una tirolina estaríamos multiplicando nuestra fuerza para

tensarla.





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Aplicación de poleas al cuerpo humano y de polipastos al tensado de tirolinas, partiendo delos diferentes componentes definidos en la“polea ideal”.





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Uso de poleas fijas redondas y excéntricas en máquinas de pesas:

Tres posiciones diferentes a lo largo de un ejercicio de flexión de rodilla con una máquina con polea circular (a)y otra con polea excéntrica (b). Mientras que en la primera se transmite siempre la misma resistencia hasta el

lugar de fijación del cable (tobillo) en la segunda va variando la resistencia a lo largo del recorrido.





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PALANCAS:

- Máquina simple compuesta de una barra que gira respecto a un punto (eje o fulcro)

en un lugar de la barra cuelga la carga ("resistencia") y en otro se aplica una fuerza

para sostenerla (" potencia").-

- Sirven para mantener un equilibrio, potenciar la fuerza que se emplea en vencer una

carga o para poder mover rápidamente la carga.

- Las que tienen el eje de giro entre la resistencia y la potencia tienen como función

mantener equilibrios y se denominan de primer género o de equilibrio.

- Las que tienen en el centro la resistencia, tienen como función potenciar la fuerza que se

aplica y se denominan de segundo género o de fuerza.

- Las que tienen la potencia en el centro, tienen como función mover rápidamente laresistencia y se denominan de tercer género o de velocidad.

- Al considerar palancas internas en el cuerpo humano las barras serán los segmentos

óseos, los ejes de giro serán las articulaciones, la potencia será la fuerza que aplican en los

puntos de inserción los músculos y la resistencia será el peso de las diferentes partes del

cuerpo y posibles cargas externas que se estén manejando.

Palanca de segundo género.

Palanca de tercer género.

Palanca de primer género.

Algunas herramientas basadas en palancas.





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El sistema "storms" es una máquina de trabajo de extensores de rodilla que a medida quese parte de 90º de flexión hasta llegar a la extensión completa va disminuyendo su brazo

de resistencia y aumentando el brazo de potencia, por lo que cada vez cuesta menos

sostener la carga.

.

- Diferencias a lo largo del recorrido de extensión de rodilla, manejando una misma carga,

entre los sistemas storms, cuerda-polea y bota lastrada.

Sistema storms.

La máquina que se ha dibujado, a medida que se extienden los codos disminuye su brazo de resistencia, peroen cambio mantiene el brazo de potencia gracias a un engranaje que desliza sobre la barra (alejándose amedida que se hace la extensión).




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Palanca de primer género (equilibrio).


Palanca de tercer género (velocidad).


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