cinética lineal y angular

Realizado por:

Víctor Arias

Samuel Everduim

Carlos Hernández

Carolina Petit

Jackeline Simmonds

Profesor: Dr. Rolando Valbuena

Cinética Lineal

Fuerzas que causan el movimiento lineal (traslación)

Cinética Angular

Fuerzas que causan el movimiento angular (rotación)

Fuerza

Magnitud vectorial para determinarladebemos conocer su punto de partida, dirección ymagnitud.

La fuerza es una acción capaz de: - Deformar los cuerpos (efecto estático) - Modificar su velocidad- Colocarlos en movimiento si se encuentran inmóviles (efecto dinámico) - Vencer su inercia

Fuerzas internas y externas

INTERNAS: originadas en la contracciónmuscular - análisis del movimiento

EXTERNAS: originadas de la fuerza degravedad, la fricción y la resistencia

PARALELAS : Tienen distinto punto de aplicación y son paralelas (ej. el remo)CONCURRENTES: Tienen el mismo punto de aplicación (ej. Tiro con arco)

Fuerza Resultante

Cuando en un objeto o cuerpo actúanvarias fuerzas, y luego se sumanvectorialmente, se obtiene una fuerzaresultante o total.

Herramienta de medición de fuerzas

Dinamómetro: basa su funcionamiento en un

resorte que sigue la Ley de Hooke, formulada para

casos de estiramiento longitudinal

Isaac Newton

Peso y Masa

PESO de un individuo decimos que su propiaMASA es la misma no importa si esta en latierra, en la luna o flotando en el espacio porquela cantidad de materia de la que esta hecho nocambia, es decir, es constante; pero su pesodepende de cuanta fuerza gravitatoria esteactuando sobre el individuo en ese momento

GRAVEDAD 9.8 ms2

m = p / g p = m x g

PESO Y MASAPESO MASA

Fuerza con que la Tierra atrae a un cuerpo Cantidad de materia de un cuerpo

Magnitud vectorial Magnitud escalar

Se mide con el dinamómetro Se mide con la balanza

Su unidad de medida en el SI es el newton (N)

Su unidad en el SI es el kilogramo masa (kg)

Causa aceleraciones Sufre aceleraciones

Su valor es variable y depende de la latitud y la altitud

Su valor es constante y no depende de la latitud ni de la altitud.

Inercia y Momento de Inercia

Cuando un cuerpo opone resistencia al cambio de

posición, a no modificar su tamaño y dirección o

una variación del movimiento rectilíneo (con

velocidad constante), estamos en presencia de la

INERCIA, una característica de los cuerpos que se

mide por medio de la masa, y esta a su vez indica

la inercia de estos

MOMENTO DE INERCIA magnitud escalar quedetermina la facilidad con la que puede rotar uncuerpo sobre un eje, dependiendoexclusivamente de su masa y de su distancia almismo:

I = m r^2

Un cuerpo girando sobre un eje aumentara suvelocidad cuanto menor sea su momento deInercia: la velocidad es proporcional al radio de lacircunferencia que describe el cuerpo, siendo elmomento de inercia mínimo cuando el eje derotación pasa por el centro de masa.Ej: la bailarina girando en fouette

Dependiendo de la inercia de un cuerpotendremos mayor o menor dificultad paramodificar el estado de este

HISTORIA DEL ESTUDIO DEL MOVIMIENTO

Aristóteles. (siglo IV a. c)

1. Movimiento natural

2. Movimiento impuesto

”El estado normal de un cuerpo es el reposo, y cualquier movimiento que éste realice debe tener una causa, la fuerza”

Galileo Galilei (1564-1642)

“ En una superficie completamente pulida y sinresistencia del aire, un cuerpo puede continuarmoviéndose sin que exista ninguna fuerza aplicadasobre el mismo"

Experimento de los planos inclinados

Primera ley de Newton o ley de la inercia

“Todo cuerpo que está en reposo permanece en reposo y todocuerpo que está en movimiento permanece en movimientorectilíneo uniforme (con velocidad constante) a menos que sobreél actúe una fuerza no equilibrada que lo obligue a cambiar eseestado”

Sistema de referencia Inercial y no inercial

Segunda ley de Newton o ley de la fuerza

“La aceleración de un cuerpo producida por la acciónde una fuerza, tiene su misma dirección y sentido,siendo directamente proporcional a la intensidad dela fuerza que actúa sobre el cuerpo e inversamenteproporcional a la masa

→ →

a=F/m F= m x a F= m x a = masa x distancia/tiempo 2 = kg x m/s 2

= Newton (sistema MKS)

F= m x a = masa x distancia/tiempo 2 = g x cm/s 2 = Dina (sistema CGS)

Fuerzas externas

Fuerza de roce o fricción

Es toda fuerza externa opuesta al movimiento, lacual se manifiesta en la superficie de contacto de doscuerpos siempre que uno de ellos se mueva o tiendaa moverse sobre otro.

Tercera Ley de Newton o ley de acción y reacción

“Si dos cuerpos interactúan, la fuerza que el cuerpo 1ejerce sobre el cuerpo 2 es igual y opuesta a la fuerzaque el cuerpo 2 ejerce sobre el cuerpo 1”.

Clavadista / acción y reacción

Movimiento angular

Cantidad de Movimiento Lineal

Se define cantidad de movimiento (P) al producto de la masa por la velocidad

P = m * v

Su unidad de Kg. *m/seg.

P = 75Kg * 25 m/seg.

Conservación del movimiento

Cualquier sistema donde las fuerzas actúen ,unas con respecto a las otras,

la cantidad de movimiento es constante

Fuente :Knudson ,Duane .Fundamentals of Biomechanics.2007

Impulso

El impulso es definido como la fuerza aplicada a un cuerpo durante un período de tiempo

I = F * t

Cantidad de Movimiento angular

La cantidad de movimiento angular es el producto de la masa , por el cuadrado del radio y la velocidad angular.

P= m *r2 * ω

Momento de fuerza (torque)

MF = F * BF

MF = F *sen< * BF

Ángulo de tracción y torque

Fuerzas Internas

Tipos de contracción

Isométrica

Isotónica o anisomètrica

Isocinética

Comparando

RESISTENCIA = POTENCIAISOMÉTRICA

POTENCIA >RESISTENCIAISOTONICO CONCÉNTRICO

AGONISTAS DEL MOV

RESISTENCIA > POTENCIA

ISOTONICO EXCÉNTRICOANTAGONISTAS DEL MOV

Fuente :Knudson ,Duane .Fundamentals of Biomechanics.2007

Trabajo Mecánico

el producto de lamagnitud de la fuerzaaplicada sobre unobjeto por la distanciaque el objeto recorredurante la aplicaciónde esta fuerza.

CONTRACCIONES

IMPULSO=

CONCÉNTRICA

INERCIA=NO HAY CONTRACCIÓN

FRENADO=

EXCÉNTRICO

CADENAS CINÉTICAS

CONCEPTO

Los movimientos humanos, se realizan por la combinación de todos los segmentos o eslabones de la extremidad , analizándose mecánicamente como CADENAS CINÉTICAS

CLASIFICACIÓN

ABIERTA

CERRADA

FRENADA

Presión

Es una magnitud física que mide la fuerza producida por un fluido sobre una superficie.

En la biomecánica se estudian como fuerzas ascensionales aerodinámicas y hidrodinámicas.

P=F/A

P: es presión

F: es la fuerza( newton)

A: superficie o aéreas

(cm2)

F= p . g . VF = p . g. . H . A

F: fuerza P: densidadG: aceleración gravitatoriaV: volumen de la columna ( H . A)H. altura de la columnaA: área de la columna.

Hidrodinámicas

Fuente M. Izquierdo, Biomecánica y Bases Neuromusculares de la actividad Física y el Deporte. Ed. Panamericana; Madrid , España, (2008).

Aerodinámicas

EFECTO MAGNUS

1. Flujo Laminar

2. Flujo Turbulento

Fuente M. Izquierdo, Biomecánica y Bases Neuromusculares de la actividad Física y el Deporte. Ed. Panamericana; Madrid , España, (2008).

CHOQUE

Un choque o colisión escuando dos objetos seencuentran en un puntoy ejercen fuerzasmutuamente durante unintervalo breve detiempo. Se puedeestablecer que cumplela tercera Ley deNewton de acción-reacción.

Fuente M. Izquierdo, Biomecánica y Bases Neuromusculares de la actividad Física y el Deporte. Ed. Panamericana; Madrid , España, (2008).

Línea de choque

Choques central: directo y oblicuo.

Choque excéntricos:

Coeficiente de restitución “e”Los choques elásticos, inelástico y plástico pueden

ser identificados por medio del coeficiente de restitución ''e''

e=

v1 - v2

V1 – V2coeficiente de restitución toma valores entre 0 y 1.•Para un choque elástico e = 1

•Para un choque inelástico e > 0e<1

•Para un choque plástico e = 0

Falla del Coeficiente de Restitución “e”

Comportamiento elástica y plástico

Distintos tipo de fallas ósea

ENERGÍA

Propiedad o atributo de los objetos osistemas de objetos en virtud de la cualéstos pueden experimentar cambios otransformaciones, por ejemplo, cambio deposición, de velocidad, de composición oestado(Camero y Crespo, 2007).

La capacidad de realizar un trabajo.Tipos: química, eléctrica, térmica,

luminosa, mecánica.

ENERGÍA MECÁNICA

ENERGÍA MECÁNICA

La suma de las energías cinética ypotencial y expresa la capacidad queposeen los cuerpos con masa de efectuarun trabajo.

Energía cinética: se refiere a la energía de movimiento influenciada principalmente por la velocidad.

Ec = ½ mv2.

Energía potencial: se refiere a la energía acumulada en un objeto (o músculo) que le da la potencialidad para realizar un trabajo

Ep = m * g * h (energía potencial gravitatoria)

Mientras un objeto se encuentre a mayor altura mayor energía potencial tendrá.

ENERGÍA MECÁNICA

Energía potencial y energía cinética:

1a Ley de la Termodinámica:

indica que la energía nunca se crea ni se pierde sinose transforma de una forma de energía en otra.Etot. = Ep + Ec

Energía Cinética

Para determinar la energía cinética de unsistema, esta se mide por el trabajo que hasido necesario utilizar para comunicarle lavelocidad que posee o por el trabajo que hayque realizar para detenerlo.

(Gutiérrez , 1999)

Se refiere a la aplicación de la fuerza sobre unadeterminada distancia en la dirección de lafuerza.

Trabajo = Fuerza x distancia

Ejemplo: levantando una barra de pesas

TRABAJO POSITIVO

TRABAJONEGATIVO

TRABAJO

La Aplicación a la Biomecánica…

En el cuerpo humanoal realizar actividadfísica se puede medirla cantidad de trabajoque se realiza, elejemplo está en laprueba de esfuerzo.

Ergómetros

Ergómetros

Prueba del Escalón

W = P * H * 1,33 * N

6

Donde:

P: peso corporal en kg.

H: altura del escalón en metros.

1,33: es el factor de descenso.

N: número de ascensos por minuto

6: factor de corrección de kg/min a vatios

La cantidad de trabajo producido endeterminado período de tiempo.

Potencia = trabajo/ t

Potencia = Fuerza x distancia / t

Ejemplo: corriendo en forma ascendente un tramo de escaleras.

POTENCIA

Prueba de la Escalera de Margaria

P mec = P * h / t

Prueba de Salto Vertical

P = p * h * √ g2 * h

Test de Bosco • Squat Jump• Countermouvement Jump• Squat Jump con carga • Abalakov• Drop Jump• Saltos durante 15

segundos

P= (4.9)0.5 * p * (h) 0.5

Test de Wingate

P = Carga * V (rpm) * 6 metros,

Me lo contaron y lo olvidé,

lo vi y lo entendí,

lo hice y lo aprendí.

Confucio