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EQUILIBRIO Y ESTABILIDAD Física Biomecánica TFB-100
EQUILIBRIO
En el ámbito del movimiento humano nos referimos a aspectos relacionadoscon el mantenimiento de la postura. (Mosston)
Es la capacidad de asumir y sostener cualquier posición del cuerpo contra laley de la gravedad. (Winter)
Desde el punto de vista de la Biomecánica, es un término genérico quedescribe la dinámica de la postura corporal para prevenir las caídas,relacionado con las fuerzas que actúan sobre el cuerpo y las característicasinerciales de los segmentos corporales.
Desde el punto de vista de la física, tiene que ver con las fuerzas que actúansobre un cuerpo y se clasifica en tres categorías: Equilibrio estático, Cinético ydinámico.
Ing. Leslie Martínez
EJEMPLOS DE EQUILIBRIO:
Equilibrio Estático
Equilibrio Cinético
Equilibrio Dinámico
(Cuerpo en reposo)
Ing. Leslie Martínez
(Movimiento Rectilíneo Uniforme)
(Intervienen fuerzas inerciales)
EQUILIBRIOPara determinar si un cuerpo está equilibrado, se deben de cumplir doscondiciones:
Respecto al movimiento lineal: Todas las fuerzas que actúan sobre uncuerpo se deben anular entre sí, de manera que al sumarlas resulte cero.
𝐹 = 0
Respecto al movimiento angular: Todos los momentos de fuerza queactúan sobre el cuerpo deben sumar cero.
τ = 0
Un cuerpo desequilibrado tiende “a caerse” mientras que el equilibrado no.
Ing. Leslie Martínez
ESTABILIDAD Capacidad del cuerpo de mantener el equilibrio, es decir, de evitar serdesequilibrado.
Ing. Leslie Martínez
Estabilidad Inestabilidad
VARIABLES QUE DETERMINAN EL EQUILIBRO Y LA ESTABILIDAD:
Para analizar el estado de equilibrio de un cuerpo, necesitamos conocer larelación entre dos variables:
La base de sustentación (BS):
El Centro de Gravedad (cdg):
De esa relación surge otra variable:
Ángulo de caída
Variables que afectan la estabilidad:
El Peso
El Rozamiento
Ing. Leslie Martínez
CENTRO DE GRAVEDAD Podemos entenderlo como un punto en el que se resume todo el peso de uncuerpo.
Es un punto de equilibrio.
A pesar de estar relacionado con el peso, no hace referencia a la magnitudpeso, sino al lugar del espacio que permite resumir la complejidad de uncuerpo en un solo punto.
No tiene por qué estar situado dentro de la materia del objeto. Por ejemplo,en un aro.
Ing. Leslie Martínez
CENTRO DE GRAVEDAD
Ing. Leslie Martínez
El cuerpo humano está hecho de
segmentos articulados que podemos
mover. Al mover un segmento,
estamos desplazando parte de
nuestro peso hacia donde se mueve
el segmento.
Incluso es posible sacar el centro de
gravedad (cdg) fuera del cuerpo.
LINEA DE GRAVEDAD
Ing. Leslie Martínez
Es la línea vertical que pasa por el centro de gravedad.
Es útil porque determina donde se encuentra la proyeccióndel centro de gravedad (cdg) sobre el suelo. Si esta proyecciónentra dentro de la base de sustentación (BS), o se queda fuera,sabremos si el cuerpo está equilibrado o desequilibrado ytambién si es más o menos estable.
CENTRO DE MASA (CM)
Ing. Leslie Martínez
Es el punto medio en el que se puede concentrar toda la masa de un cuerpo.
Es una magnitud que no varía dependiendo de donde se mida, es decir,tenemos la misma masa en la tierra, en la luna o en una nave espacial en mediodel universo. Sin embargo, el peso sí cambia en esas 3 situaciones, ya que lagravedad cambia y el peso depende directamente de ella.
Nota: La clave en la diferencia entre el cdg y el CM está en la presencia de lagravedad.
FORMAS DE CALCULAR EL CENTRO DE GRAVEDAD
Ing. Leslie Martínez
Métodos directos:
El proceso se realiza sobre el cuerpo enel que queremos calcular el cdg.
Métodos Indirectos:
En este caso, el análisis no se hace sobreel cuerpo, sino sobre una imagen delmismo, obtenida con anterioridad.
BASE DE SUSTENTACIÓN (BS)
Ing. Leslie Martínez
Es el área encerrada al unir los puntos de apoyo más externos.
No es necesario que toda la superficie interior esté en contacto con el suelo,sino que puede incluso estar apoyado solamente en las esquinas, , comoocurre con las patas de una silla.
En el cuerpo humano, la BS queda delimitada por los márgenes externos delapoyo de los dos pies y todo lo que queda libre entre ellos.
Ing. Leslie Martínez
EQUILIBRIO EN POSICIONES ESTÁTICAS
Ing. Leslie Martínez
Se pueden definir tres estados de estabilidad:
Equilibrio Estable:
Corresponde a las posiciones en las que la energía potencial es la mínima.
Equilibrio Inestable:
Se produce cuando la energía potencial no es mínima.
Equilibrio Neutro:
Se produce cuando la energía potencial no es mínima.
EQUILIBRIO EN POSICIONES ESTÁTICAS
Ing. Leslie Martínez
Equilibrio
inestableEquilibrio
estableEquilibrio
Neutro
EQUILIBRIO EN MOVIMIENTO
Ing. Leslie Martínez
El principio que determina si el cuerpo está en equilibrio o no, sigue siendo elmismo: La fuerza resultante que apunta hacia el suelo debe recaer sobre la Basede Sustentación (BS).
La diferencia respecto a las posiciones estáticas consiste en que, mientras enausencia de movimiento la fuerza resultante es el peso, en acciones dinámicas es lasuma del peso más las fuerzas inerciales.
Las fuerzas inerciales son las que surgen a partir de la manifestación de la inerciade los cuerpos.
Por ejemplo: Cuando un atleta corre la curva, cambia su dirección de movimiento, conlo que su tendencia natural es continuar en línea recta y esa tendencia es la que creala fuerza centrífuga.