Rama de la biomecánica que se ocupa de las fuerzas... producido por ellas. CINÉTICA LINEAL

CINÉTICA LINEAL
Rama de la biomecánica que se ocupa de las fuerzas que accionan sobre un cuerpo y el efecto
producido por ellas.
Fuerza
Se defina como una acción que altera o tiende alterar el estado de un objeto en estado de reposo
o en movimiento uniforme en una línea recta
Newton:
1 N produce una aceleración de 1 m/s2 a una masa de 1 kg
Ejemplo: ejercicio de extensión de rodilla
Fuerzas Internas
Se refiere a las fuerzas generadas por el propio sistema.
Generalmente no se representan en los diagramas corporales (esquemas de postura).
Fuerzas Externas
Se refiere a una fuerza generada desde el exterior del sistema.
Masa (m)
Se define como la cantidad de materia que posee un cuerpo.
Peso (P)
Se define como la fuerza gravitacional ejercida sobre un cuerpo u objeto.
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Inercia
Capacidad de los cuerpos u objetos para resistir al cambio de su estado de reposo o de
movimiento rectilíneo uniforme.
Centro de masa
Punto de balance teórico donde la masa es distribuida en forma equitativa.
Presión (p)
Se define como la fuerza aplicada (distribuida) sobre un área determinada.
Volumen
Se refiere al espacio (3-D) que un cuerpo u objeto ocupa.
Densidad
Se refiere a la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo.
Densidad = masa / volumen
Momentum
Se define como la cantidad de movimiento que posee un cuerpo u objeto.
Momentum Linear (Cantidad de Movimiento Lineal)
L = masa x velocidad lineal
Ley de conservación de momentum lineal
En ausencia de fuerzas externas, la cantidad de movimiento de un sistema determinado queda
constante.
FUERZAS MECÁNICAS BASICAS
1) Gravedad
2) Superficie suave de contacto
3) Superficie áspera de contacto
4) Eje articular libre de movimiento
5) Eje articular no libre de movimiento
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1)
Gravedad
Fuerza representada por el peso de un objeto y es dirigida hacía la tierra.
Ejemplos:
Ley de Atracción Gravitacional de Newton:
La fuerza de atracción entre 2 objetos es directamente proporcional con el producto de sus masas
e inversamente proporcional con el cuadrado de la distancia entre ellos.
2.
Superficie suave de contacto
Se refiere a las fuerzas producidas por la interacción de un objeto o cuerpo con una superficie
externa (suelo o pared).
La fuerza normal es la perpendicular sobre la superficie externa.
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3. Superficie áspera de contacto
Las fuerzas producidas por la interacción de un objeto o cuerpo con una superficie externa son
los componentes horizontales y verticales.
Ejemplo: La fase del paso posterior en la carrera.
Fuerza de reacción de la superficie:
Se refiere a la fuerza ejercida por la superficie (o una superficie externa) sobre un objeto o una
persona.
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Reflexión a la 3ª ley de Newton (Acción-Reacción):
Cuando 2 cuerpos interactúan, la acción del cuerpo 1 sobre el 2 es igual pero opuesta a la acción
del cuerpo 2 sobre el 1.
Ejemplo: persona empujando hacia una pared.
Fuerza de reacción del piso:
Se descompone en 3 componentes (Fx, Fy, Fz)
Medición de la fuerza de reacción del suelo. (Plataforma de fuerza)
Unidad: Newton
Unidades comunes:
1) Unidades para la masa corporal: Kg.
2) Unidades del peso corporal: N, Kp
Calculo de la Fuerza de Reacción del Suelo.:
FRS Vertical
Suma algébrica del producto de la masa por la aceleración de todos los segmentos corporales.
n
Fy =

mi (ayi - g)
i= 1
n
mi
ayi
= Nº segmentos corporales
= masa segmental
= aceleración segmental
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Ejemplo: Posición Parado
Ejemplo 2: Parado con elevación de los miembros superiores.
Ejemplo: parado y moviendo los miembros superiores hacia abajo
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Ejemplo 4: salto vertical (fases descendente y ascendente) exactamente antes del despegue del
suelo.
Caminando
La fuerza vertical de reacción del suelo forma un patrono bi – modal.
Impulso
Se define como el producto de la fuerza aplicada y la duración de la acción.
Impulso = Fuerza x tiempo (duración)
F
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t
Diferencia entre la magnitud y duración de la aplicación de la fuerza Fy.
Fuerza de reacción del suelo: componentes horizontales
Anterior-posterior (Fx) y medial-lateral (Fz)
n
Fx =

mi · axi
i =1
n
Fz =

mi · azi
i =1
n = Nº segmentos
axi & azi = aceleración horizontal y medial – lateral.
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Caminando vs. corriendo (componente de fricción)
Primera Ley de Newton (Ley de Inercia):
Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme hasta que actúa sobre él
fuerzas externas.
Dependencia de la Inercia (i.e., masa del objeto o cuerpo).
Segunda Ley de Newton “Ley del Momentum” (Cantidad de Movimiento):
El valor del cambio de momentum es directamente proporcional a la aplicación de las fuerzas
externas en la dirección de las fuerzas aplicadas.
FRICCIÓN Y DESLIZAMIENTO
Fuerza deslizante: se refiere a la fuerza que es paralela a la superficie de contacto.

Usualmente se refiere al contacto entre dos segmentos óseos corporales.
Fuerza de fricción: usualmente se refiere al contacto entre un objeto y el suelo.
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Fx = Fy
Fx =
 =
Fy =
Factores que influyen la fricción:
1) Fy
 Magnitud de la componente vertical (normal) de la fuerza de reacción del suelo. 

coeficiente de fricción
Coeficiente de fricción ():


Es un número que describe la “naturaleza” de las superficies externas.
Número sin dimensiones (sin unidades de medición)
Ejemplo: articulación de la rodilla.
Fricción estática
Se refiere a la fuerza horizontal cuando no se produce ningún movimiento.
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Fx max: fuerza estática de fricción.
Se refiere a la cantidad máxima de fuerza antes de que se produzca el movimiento.
Fricción Dinámica (Cinética)
Fk = k x Fy
Se refiere a la fuerza horizontal (de fricción o deslizamiento) que se produce cuando una fuerza
horizontal es aplicada en la dirección opuesta durante el movimiento.
x > k - Why?
1ª Ley de Newton:
Coeficiente de fricción en la articulación de la rodilla:
Para producir traslación anterior, las fuerzas orientadas hacía adelante deben vencer la fuerza
estática estática (Fxmax).
¿Cómo?
1) Reducir compresión
2) Reducir x
3) Líquido sinovial
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TRABAJO MECÁNICO

Se refiere a la aplicación de la fuerza sobre una determinada distancia en la dirección de
la fuerza.
Trabajo = Fuerza x distancia
Contracciones isométricas
 No existe movimiento

Ejemplo: empujando un objeto inmóvil
Trabajo Mecánico: levantando una barra de pesas
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Trabajo Positivo
Trabajo Negativo
POTENCIA
La cantidad de trabajo producido en determinado período de tiempo.
Potencia = trabajo/ t
Potencia = Fuerza x distancia / t
Ejemplo: corriendo en forma ascendente un tramo de escaleras.
ENERGIA
La capacidad de realizar un trabajo.
Tipos: química, eléctrica, térmica, luminosa, mecánica.
Existen 2 formas de energía mecánica: Potencial y cinética
Energía cinética: se refiere a la energía de movimiento
Ec = ½ mv2

Influenciada principalmente por la velocidad.
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 potencial y energía cinética:
1a Ley de la Termodinámica: indica que la energía nunca se crea ni se pierde sino se transforma
de una forma de energía en otra.
Etot. = Ep + Ec
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