Cinética lineal y angular

1. Cinética lineal y angular Realizado por: Víctor Arias Samuel Everduim Carlos Hernández Carolina P etit Jackeline Simmonds Profesor: Dr. Rolando Valbuena

2. Cinética Lineal Fuerzas que causan el movimiento lineal (traslación) Cinética Angular Fuerzas que causan el movimiento angular (rotación)

3. Fuerza Magnitud vectorial para determinarla debemos conocer su punto de partida, dirección y magnitud.

4. 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

5. Fuerzas internas y externas INTERNAS: originadas en la contracción muscular - análisis del movimiento EXTERNAS: originadas de la fuerza de gravedad, la fricción y la resistencia Sistema de fuerzas PARALELAS : Tienen distinto punto de aplicación y son paralelas (ej. el remo) CONCURRENTES: Tienen el mismo punto de aplicación (ej. Tiro con arco)

6. Fuerza Resultante Cuando en un objeto o cuerpo actúan varias fuerzas, y luego se suman vectorialmente, se obtiene una fuerza resultante o total.

7. 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

8. Peso y Masa PESO de un individuo decimos que su propia MASA es la misma no importa si esta en la tierra, en la luna o flotando en el espacio porque la cantidad de materia de la que esta hecho no cambia, es decir, es constante; pero su peso depende de cuanta fuerza gravitatoria este actuando sobre el individuo en ese momento GRAVEDAD 9.8 ms2 m = p / g p = m x g

9. PESO Y MASA PESO 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.

10. 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

11. MOMENTO DE INERCIA magnitud escalar que determina la facilidad con la que puede rotar un cuerpo sobre un eje, dependiendo exclusivamente de su masa y de su distancia al mismo: I = m r^2

12. Un cuerpo girando sobre un eje aumentara su velocidad cuanto menor sea su momento de Inercia: la velocidad es proporcional al radio de la circunferencia que describe el cuerpo, siendo el momento de inercia mínimo cuando el eje de rotación pasa por el centro de masa. Ej : la bailarina girando en fouette Dependiendo de la inercia de un cuerpo tendremos mayor o menor dificultad para modificar el estado de este

13. HISTORIA DEL ESTUDIO DEL MOVIMIENTO Aristóteles. (siglo IV a. c) Movimiento natural 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 sin resistencia del aire, un cuerpo puede continuar moviéndose sin que exista ninguna fuerza aplicada sobre el mismo"

14. Experimento de los planos inclinados

15. Primera ley de Newton o ley de la inercia “Todo cuerpo que está en reposo permanece en reposo y todo cuerpo que está en movimiento permanece en movimiento rectilíneo uniforme (con velocidad constante) a menos que sobre él actúe una fuerza no equilibrada que lo obligue a cambiar ese estado”

16. Sistema de referencia Inercial y no inercial

17. Segunda ley de Newton o ley de la fuerza “ La aceleración de un cuerpo producida por la acción de una fuerza, tiene su misma dirección y sentido, siendo directamente proporcional a la intensidad de la fuerza que actúa sobre el cuerpo e inversamente proporcional 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)

18. Fuerzas externas

19. Fuerza de roce o fricción Es toda fuerza externa opuesta al movimiento, la cual se manifiesta en la superficie de contacto de dos cuerpos siempre que uno de ellos se mueva o tienda a moverse sobre otro.

20. Tercera Ley de Newton o ley de acción y reacción “Si dos cuerpos interactúan, la fuerza que el cuerpo 1 ejerce sobre el cuerpo 2 es igual y opuesta a la fuerza que el cuerpo 2 ejerce sobre el cuerpo 1”.

21. Clavadista / acción y reacción

22. Movimiento angular

23. 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.

24. Conservación del movimiento Cualquier sistema donde las fuerzas actúen ,unas con respecto a las otras, la cantidad de movimiento es constante

25. Fuente : Knudson , Duane .Fundamentals of Biomechanics.2007

26. Impulso El impulso es definido como la fuerza aplicada a un cuerpo durante un período de tiempo I = F * t

27. 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 *r 2 * ω

28. Momento de fuerza (torque) MF = F * BF

29. MF = F *sen< * BF

30. Ángulo de tracción y torque

31. Fuerzas Internas

32. Tipos de contracción Isométrica Isotónica o anisomètrica Isocinética

33. Comparando RESISTENCIA = POTENCIA ISOMÉTRICA POTENCIA >RESISTENCIA ISOTONICO CONCÉNTRICO AGONISTAS DEL MOV RESISTENCIA > POTENCIA ISOTONICO EXCÉNTRICO ANTAGONISTAS DEL MOV

34. Fuente : Knudson , Duane .Fundamentals of Biomechanics.2007

35. Trabajo Mecánico el producto de la magnitud de la fuerza aplicada sobre un objeto por la distancia que el objeto recorre durante la aplicación de esta fuerza.

36. Movimiento Balístico

37. CONTRACCIONES IMPULSO= CONCÉNTRICA INERCIA=NO HAY CONTRACCIÓN FRENADO= EXCÉNTRICO

38. CADENAS CINÉTICAS

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

40. CLASIFICACIÓN ABIERTA CERRADA FRENADA

41. 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 ( cm 2 ) F= p . g . V F = p . g. . H . A F: fuerza P: densidad G: aceleración gravitatoria V: volumen de la columna ( H . A) H. altura de la columna A: área de la columna.

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

43. Aerodinámicas EFECTO MAGNUS Flujo Laminar Flujo Turbulento Fuente M. Izquierdo, Biomecánica y Bases Neuromusculares de la actividad Física y el Deporte. Ed. Panamericana; Madrid , España, (2008).

44. CHOQUE Un choque o colisión es cuando dos objetos se encuentran en un punto y ejercen fuerzas mutuamente durante un intervalo breve de tiempo. Se puede establecer que cumple la tercera Ley de Newton de acción-reacción. Fuente M. Izquierdo, Biomecánica y Bases Neuromusculares de la actividad Física y el Deporte. Ed. Panamericana; Madrid , España, (2008).

45. Línea de choque Choques central: directo y oblicuo. Choque excéntricos:

46. Coeficiente de restitución “ e ” Los choques elásticos, inelástico y plástico pueden ser identificados por medio del coeficiente de restitución ''e'' e = v1 - v2 V1 – V2 coeficiente de restitución toma valores entre 0 y 1. Para un choque elástico e = 1 Para un choque inelástico e > e < 1 Para un choque plástico e = 0

47. Falla del Coeficiente de Restitución “ e ” Comportamiento elástica y plástico Distintos tipo de fallas ósea

48. ENERGÍA Propiedad o atributo de los objetos o sistemas de objetos en virtud de la cual éstos pueden experimentar cambios o transformaciones, por ejemplo, cambio de posición, de velocidad, de composición o estado (Camero y Crespo, 2007). La capacidad de realizar un trabajo. Tipos: química, eléctrica, térmica, luminosa, mecánica.

49. ENERGÍA MECÁNICA

50. ENERGÍA MECÁNICA La suma de las energías cinética y potencial y expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.

51. 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

52. 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

53. Energía Cinética Para determinar la energía cinética de un sistema, esta se mide por el trabajo que ha sido necesario utilizar para comunicarle la velocidad que posee o por el trabajo que hay que realizar para detenerlo. (Gutiérrez , 1999)

54. Se refiere a la aplicación de la fuerza sobre una determinada distancia en la dirección de la fuerza. Trabajo = Fuerza x distancia Ejemplo: levantando una barra de pesas TRABAJO POSITIVO TRABAJO NEGATIVO TRABAJO

55. La Aplicación a la Biomecánica… En el cuerpo humano al realizar actividad física se puede medir la cantidad de trabajo que se realiza, el ejemplo está en la prueba de esfuerzo. Ergómetros

56. Ergómetros

57. 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

58. 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. POTENCIA

59. Prueba de la Escalera de Margaria P mec = P * h / t

60. Prueba de Salto Vertical P = p * h * √ g 2 * h

61. 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

62. Test de Wingate P = Carga * V (rpm) * 6 metros,

63. Me lo contaron y lo olvidé, lo vi y lo entendí, lo hice y lo aprendí.  Confucio