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TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA BIOMECÁNICA: Definición→ Ciencia que estudia la aplicación de las leyes de la mecánica a las estructuras y los órganos de los seres vivos. TEMA 2/4: INTRODUCCIÓN A LAS FUERZAS ROTACIONALES, BRAZOS DE MOMENTO Y PALANCAS. 1. Torque o Mome...

TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA BIOMECÁNICA: Definición→ Ciencia que estudia la aplicación de las leyes de la mecánica a las estructuras y los órganos de los seres vivos. TEMA 2/4: INTRODUCCIÓN A LAS FUERZAS ROTACIONALES, BRAZOS DE MOMENTO Y PALANCAS. 1. Torque o Momento de fuerza 2. Cálculo del torque 3. Torques musculares 4. Torques no musculares 1. TORQUE→Componente rotacional - Es la fuerza que se aplica en una palanca que hace rotar una pieza - El ‘torque’ determina qué tan eficaz es una fuerza para provocar o modificar el movimiento rotacional. Esto quiere decir que una misma fuerza podría generar más o menos rotación sobre una palanca dependiendo de la relación que guarde con ésta. 4 CARACTERÍSTICAS DE UNA FUERZA: 1. Magnitud→ Cantidad de fuerza que se le aplica 2. Dirección y/o sentido→ Hacia dónde se dirige 3. Punto de aplicación→ Dependiendo del punto de fuerza rotacional varia 4. Línea de acción→ IMPORTANTE en la DESCRIPCIÓN del EFECTO de ROTACIÓN de una fuerza Aplicación de la fuerza= línea de acción (hacia donde yo aplico la fuerza La línea de acción con respecto al eje determinará si hay rotación o translación o ambas  2. EJE→ Es el factor fundamental para entender la aplicación de fuerza -En función de donde se aplique la fuerza respecto al eje la rotación variara Una FUERZA puede ser… TRASLACIÓN ROTACIÓN 3. BRAZO DE MOMENTO: - Línea perpendicular respecto al eje hacia la línea de acción. 4. BRAZO DE PALANCA: - Línea más corta entre el eje perpendicular y la línea de acción Para el torque solo se necesita el brazo de palanca Ante una misma carga: Aunque no se produzca movimiento, esto no significa que no haya fuerzas que intenten generar torque alrededor de un eje. Es posible que dos fuerzas que provocan torque se contrarresten y no se produzca momento de fuerza resultante. 2 TIPOS DE TORQUES: Los TORQUES generados POR la MUSCULATURA→ del movimiento de la propia inserción Los TORQUES generados por CARGA EXTERNA TORQUES: (Carga externa) Línea de acción la pesa genera la línea de acción, el eje tiene efecto sobre el eje/articulación. Vector de fuerza → dirección hacia donde se aplica la fuerza - La cantidad de fuerza y la dirección del vector indica la cantidad del torque TORQUES: (No musculares) 90 grados→ Coincide brazo de momento y brazo de palanca Si en un ejercicio no te da la fuerza tienes que calcular massa (M) X la gravedad G (9,8) BPPMANC → Brazo de palanca del peso de la mancuerna (en su Centro de gravedad) ↓ ↓ ↓ Vector Fuerza Brazo de momento Segunda fórmula es la IMPO  BRAZO DE MOMENTO (distancia perpendicular entre la línea de acción de aplicación de fuerza y el eje de rotación) BRAZO DE PALANCA (es la línea más corta desde el punto de aplicación de la fuerza hasta el eje. Como es evidente, la línea más corta es la línea recta) LÍNEA DE ACCIÓN (es la resultante de las fuerzas que llegan a un mismo punto de inserción/redirección) La linea de acción siempre sigue el efecto de la gravedad menos en los ejercicios de pol FOTOS (A,B,C): Depende la dirección y el sitio donde se aplique la fuerza el eje le llega más o menos fuerza dependiendo del sitio. Siempre se van a formar triangulo menos cuando el ángulo sea de 90 grados Los ángulos cambian porque cambian el brazo de momento.  A IGUALDAD de FUERZA aplicada, cuánto MAYOR sea el BRAZO de MOMENTO, MAYOR será el EFECTO de ROTACIÓN de la fuerza (torque) PRACTICA AMB EXERCICI DEL POWERPOIN TEMA 3/5: ESTÁTICA 1. Estática 2. Equilibrio y Estabilidad 3. Centro de gravedad 4. Estática y torque 3.1 Estática→ Control y dominio del movimiento humano es importante controlar y compensar con los músculos de nuestro cuerpo para mantener el equilibrio - Todas las FUERZAS que actúan sobre un cuerpo en equilibrio - NO existe MOVIMIENTO aparente LEY DE NEWTON: - 1º Ley de Newton, si existe una fuerza única no equilibrada el cuerpo pierde equilibrio y se produce un movimiento. - Translación o Rotación. LEY DE INERCIA 3.2 Equilibrio y estática Equilibrio →Varias fuerzas actúan a la vez sobre el cuerpo con la misma magnitud y sentido contrario. ES UN CONCEPTO ABSOLUTO O LO TENGO O NO LO TENGO. Estabilidad→ Capacidad del cuerpo de evitar Inestabilidad o de volver a su posición inicial antes de la perturbación. ES UN CONCEPTO RELATIVO PUEDO TENER DIFERENTES TÉRMINOS DE ESTABILIDAD. Esta en EQUILIBRIO hasta que deja de estarlo **Edificio en pie o derrumbado Va perdiendo ESTABILIDAD…porque su centro de gravedad se desplaza de su base de sustentación… ** Edificio con diferentes niveles de estabilidad= TORRE DE PISA Puedo tener un equilibrio muy estable o poco estable.  En el ámbito del movimiento humano, cuando hablamos de equilibrio nos referimos al mantenimiento de la postura (fuerzas generadas por la musculatura) en relación a las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. Es más difícil calcular la estabilidad que el equilibrio, su cálculo normalmente es a través de la posición corpora TIPOS DE EQUILIBRIO: 1. Equilibrio estático→Un cuerpo está en reposo o no se desplaza (Ejercicios isométricos) 2. Equilibrio cinético→El cuerpo se desplaza a velocidad constante. a=0m/s2 (Carrera continua) 3. Equilibrio dinámico→ Actúan fuerzas inerciales sobre el cuerpo que impiden que se desequilibre (Moto GP) La baja estabilidad crea una adaptación a nivel de activación muscular, por eso acaba generando una adaptación de entrenamiento. FLUCTUACIÓN→Tembleque ↓ Cuando actúan unas fuerzas externas sobre el cuerpo humano, si añadimos demasiada fuerza externa, perderemos el equilibrio y eso significa que nos hemos pasado. IMPORTANTE controlarla nosotros ¿De qué variables dependen el equilibrio y la estabilidad? Centro de gravedad (ángulo de caída) → Es la primera que utiliza el sujeto y que nosotros como entrenadores tenemos que intentar intervenir para intentar mantener el equilibrio cuando hay una opción de estabilidad  Base de sustentación (ángulo de caída) → Como entrenadores será otra variable donde nosotros podemos intervenir, ya que le pediremos al sujeto que aumente la base de sustentación, abriendo las piernas. Peso→ Peso corporal y total del ejercicio→ resistencia externa Rozamiento→ También como entrenadores podremos intervenir sobre todo en el tema del calzado, pidiéndole que se lo quite o que se cambie el calzada dependiendo del ejercicio que queremos hacer y depende el rozamiento que queramos. 3.3 Centro de gravedad: - Punto en el que se concentra todo el peso (fuerza) de un cuerpo. Se unen todas las líneas de FUERZA. En una tabla de snow no podre modificar la base de sustentación por culpa de que los pies están anclados Base de sustentación: - Área entre los puntos de apoyo más externos - El equilibrio y la estabilidad están relacionados con la BS Viene por la separación de los puntos de apoyo y hacia dónde proyecto la gravedad Trabajar en unilateralidad (1 pierna) trabajar en bilateralidad ( 2 piernas) Mayor BdS con el CdG próximo→Mayor estabilidad Menor BdS con el CdG alejado→ Menor estabilidad La combinación de ambas=Ángulo de caída a medida que aumenta la base de sustentación es imposible alejar el CdG PESO: Peso No influye directamente sobre el equilibrio, pero sí sobre la estabilidad + PESO = + MASA = + INERCIA = ^^ tendencia a mantener un estado  ROZAMIENTO: - No influye directamente sobre el equilibrio, pero sí sobre la estabilidad - A mayor rozamiento, mayor capacidad de mantenerse estable En una sesión es difícil modificarla A partir del calzado o por ejemplo trabajas a una pierna Sistema de palancas y torque En el cuerpo humano, las articulaciones son el fulcro o eje para el movimiento angular de los huesos. Los elementos de la palanca en un sistema de palancas músculo-articular son: f = FULCRO P = Fuerza motriz o potencia R = Fuerza resistente o resistencia Bp = Brazo de potencia Br = Brazo de resistencia En relación a donde está el fulcro serían palancas de diferentes generos: 3 Tipos de palancas:  La primera palanca es fácil de identificar, lo difícil es identificar la diferencia entre la segunda palanca y la tercera porque cambia la resistencia y la energía El fulcro no es mou ESTABILIDAD DEL EQUILIBRIO? (Cómo puedo medir la estabilidad) La estabilidad del equilibrio depende de una combinación de factores psicológicos y ambientales, de condición física, fisiológicos y mecánicos. Las dimensiones de la base de sustentación y la altura y proyección del centro de gravedad respecto a la misma, entre otros, constituyen los factores mecánicos que afectan la estabilidad del equilibrio. En la biomecánica estudiaremos los factores mecánicos 1. Mirar el nivel de fluctuación: es directamente proporcional al nivel de estabilidad 2. Tabla/plataforma de fuerza→ Estabilometría: es una técnica que analiza el movimiento del centro de presiones (CP) en la BDS, de manera que cuanto menor es el movimiento del CP para realizar una misma tarea estandarizada (estar de pie, caminar, realizar un equilibrio invertido, etc.), mayor es la estabilidad del equilibrio en esa tarea. El CP es el punto donde el sumatorio de las fuerzas verticales aplicadas al suelo es cero, de manera que para medirlo es necesario registrar la fuerza de reacción vertical en una plataforma de fuerzas.  Donde se proyecta el centro de gravedad Cuanto mayor movimiento del centro de gravedad hay menos estabilidad ya que se mueve todo el cuerpo Calculo del area: - Area +estabilidad +Area -estabilidad COEFICIENTE DE VARIACIÓN: Mide el grado de fluctuación a través del grado aceleración. Es mas facil de decir en trabajos isométricos Es importante generar una propuesta de adaptación a través de los datos que obtenemos 1. Un ejercicio a lo largo del tiempo no generar la misma adaptación que al inicio 2. Será importante el historial deportivo, dependiendo el historial deportivo generan un tipo de adaptación u otra. TEMA 4/2: MEDICIÓN DE VARIABLES BIOMECÁNICAS Tenemos que obtener datos para poder ser objetivos y para poder medir los resultados, sino solo son opiniones. “ Important oferir dades objectives per obtindre resultats” Porque medir ? - Para ti (aprendes cosas) - Para el deportista (para hacerlos mejor) - Para el deporte (para contrastar información) Principios de la medición: Variables biomecánicas cinemáticas o dinámicas Una medida lleva asociado: Magnitud (dimensiones)→ cada magnitud tienen una unidad Unidad (suele indicar también las dimisiones) Precisión Variable cinematicas: - Temps - Espai - Velocitat - Acceleració Variables dinámicas: - Força 4.1 Origen de la biomecànica: El moviment es va començar a estudiar (captaven 12 imatges per seg) Benedikt (1887) & Braune y Fischer (1895), primeros en realizar un análisis en 3D del movimiento humano calculando velocidades y aceleraciones de los distintos segmentos corporales. Para ello colocaron tubos de luz sobre los segmentos y fotografiaron con cuatro cámaras sincronizadas. S. XX se evoluciona a estudios de la mecánica corporal y la fisiología muscular. Hasta la mitad de la década de 1960, la tecnología básica utilizada para el registro de los datos fue la cinematografía y la electromiografía. A partir de esta década, llegan los ordenadores y facilitaron el análisis de los datos recogidos por las cámaras y plataformas de fuerzas en los estudios biomecánicos. Década de 1970 las investigaciones en biomecánica deportiva utilizaban técnicas como la cinematografía, electromiografía, goniometría, plataformas de fuerzas y simulación por computadora Classificació del mètodes e instruments d'anàlisis a la biomecànica: Primera clasificación: - Cinematicos - Dinámicos - Otros Segunda clasificación: - Directa→ Et dona resultats directament - Indirecta→ Et dona variables incompletes on tu tens que calcular per obtindre informació Tercera clasificación: - Wearables→Portables (apple-watch- pulsometro etc. ) Se llevan cerca o en la superficie de la piel Detectan analizan y transmiten información (varias señales corporales) Cada movimiento se registra por muchos instrumentos a la vez - No wearables→ no portables Amb l’arribada dels smartphones i bluetooth creixen els variables 1. Acelerometría: En biomecánica deportiva, se entiende por Acelerometría al conjunto de procedimientos, protocolos y metodologías de análisis del movimiento en el que se emplea un sensor llamado acelerómetro, como principal herramienta de registro Son sensores que permiten cuantificar las aceleraciones/desaceleraciones de un sistema y traducirlas en una señal eléctrica.  Si se conoce la masa del sistema y se controla la rigidez del resorte (su constante de deformación) se puede calcular la aceleración del sistema por las características del desplazamiento La unidad más conocida que expresa la magnitud de aceleración es el metro por segundo cuadrado (m/s2 ). Pero en biomecánica deportiva, y concretamente en el uso de acelerómetros, la unidad más común es el g (constante gravitatoria), cuya equivalencia es 1 g = 9,81 m/s2. Los acelerómetros son sensores que permiten calcular la aceleración de una masa en uno (uniaxial), dos (biaxial) o tres ejes (triaxial), así como otros aspectos espaciotemporales de la locomoción a partir de los datos de aceleración. - El eix vertical medeix 1G i la posició de l'objecte esta en vertical, en canvi si esta en horitzontal el eix que medeix 1G serà l’horitzontal en canvi el eix vertical i el de la profunditat mediran 0G 1.2 Ventajas de utilizar acelerómetro: Practicidad en su utilización Permiten medir varios deportistas a la vez Registros de todo el entrenamiento Sin influir en la técnica deportistas No depende de meteorología todos los sensores sincronizados bajo la misma escala temporal 1.3 Aspectos a considerar: Colocación Calibración Comprobación de sujeción antes de cada registro Recomendado sincronizar el dispositivo IMU con vídeo. 2.0 Células fotoeléctricas → Tienen un transmisor/receptor, haz de luz ultraroja Elemento que actúa como interruptor al paso a la corriente eléctrica, generando un haz de luz infrarroja y detectando si éste se mantiene o ha sido cortado. Su aplicación frecuentemente está relacionada con la activación de un cronómetro, aunque también pueden accionar otros dispositivos. 2.1 Tipos de fotocélulas: Haz simple Haz doble→ existe porque el deportista rompe la haz aleatoriamente 2. Cinematografia y video de alta velocidad Método de referencia para las mediciones cinemáticas del movimiento humano. Múltiples cámaras capturan y reconstruyen la realidad del movimiento mediante algoritmos que transforman las imágenes bidimensionales en el espacio 3D con la utilización de puntos de control de calibración. Seguimiento de puntos de referencia. A partir de la estimación de la posición del CdM y la reconstrucción cinemática de esta ―trayectoria y velocidad― Análisis 3D vs 2D Ventajas Exactitud y precisión No invasivo 3.2 Limitaciones: Dificultad de medición en el entorno natural. Tiempo de preparación Captura limitada Tiempo post procesamiento 3. Sistemas de estereofotogrametría optoelectrónicos→ Son los sistemas más tops 4. Analisis de video Análisis 2D también es una buena alternativa. + Fácil y económico. Importante conocer la frecuencia de grabación: Normalmente entre 24/30 fps Cámara rápida (para reproducción lenta) 120/240/920 fps 3.2 Limitaciones: Dificultad de medición en el entorno natural. Tiempo de preparación Captura limitada Tiempo post procesamiento INSTRUMENTOS DINÂMICOS: 5. Plataforma de contacto Son elementos sencillos que funcionan al igual que las fotocélulas como un interruptor que acciona un cronómetro en el instante del contacto. En la mayoría de las ocasiones son empleadas para registrar tiempos de vuelo y por consiguiente la altura alcanzada en un salto vertical. 6. Dinamómetro La dinamografía es una técnica que permite medir la fuerza realizada durante una acción determinada, es decir, permite obtener información sobre las cargas mecánicas que generan el movimiento o las que se producen durante la realización del movimiento. En sus orígenes, la dinamografía únicamente media el máximo de fuerza estática, y para ello empleaba un muelle junto con un cable que recogía la tensión muscular. Actualmente podemos medir la fuerza realizada durante todo el ROM Normalmente, un dinamómetro basa su funcionamiento en un resorte que sigue la Ley de Hooke, siendo las deformaciones proporcionales a la fuerza aplicada. La ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos del estiramiento longitudinal,establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada Guillamón (2014) DINAMÓMETRO F = K 7. Plataforma de fuerza Permite el registro de las fuerzas de reacción del suelo en sus tres ejes. Son plataformas dinamométricas diseñadas para registrar y analizar las fuerzas de acción-reacción y momentos realizados por una persona durante la realización de una actividad determinada. 8. Encoders El encoder es un transductor rotativo, que mediante una señal eléctrica sirve para indicar la posición angular de un eje, velocidad y aceleración del rotor de un motor. Existen diferentes tipos: rotatorios, lineales, de fricción… En su aplicación al deporte y la actividad física, siguiendo los principios biomecánicos de la cinemática y la cinética y con un software específico nos aporta variables como la velocidad, fuerza y potencia. OTROS: 9. Electromiografia La electromiografía es la técnica instrumental que permite registrar y analizar la señal eléctrica de las fibras musculares al contraerse y relajarse 10.1 Múltiples ámbitos de aplicación: Medicina. Rehabilitación. Ergonomía. Ciencias del deporte. 5/10/22 PRACTICA COP- Foto garabato- Se mide en 1000 cuadrados a través de una herramienta el sujeto intenta compensar el desequilibrio generado por la fuerza externa, con el centro de gravedad etc. 11/10/22 2 ELECTROMIOGRAFIA EMG: Que és la electromiografia→ La electromiografía es la técnica instrumental que permite registrar y analizar la señal eléctrica de las fibras musculares al contraerse y relajarse. ¿Existe relación entre la activación EMG y el desarrollo de fuerza? Reclutamiento de fibras musculares: Unidades motoras - Los músculos están formados por multitud de fibras musculares, los cuales se contraen generando una fuerza. Esto es posible gracias a lo que se denomina Unidades Motoras (UM). - Las UM están formadas por una motoneurona y un grupo de fibras musculares inervadas a las que controla mediante impulsos nervioso  ¿Cuántas fibras inervan una motoneurona? Globo ocular 10/1, el movimiento de la musculatura puede ser muy preciso. El dorsal 400/1, movimiento potente y brusco. Las fibras inervadas por una neurona son todas del mismo tipo. Cada músculo está formado por multitud de unidades motoras y estas controlan diferentes tipos de fibras musculares. TABLA TIPO DE FIBRAS MUSCULARES: NO ES MUY IMPORTANTE Las UM tienen un umbral de activación que debe ser sobrepasado si queremos que las fibras se contraigan. Las fibras musculares se contraen siguiendo la ley del “todo o nada” o se contraen todas o no se contrae ninguna. Reclutadas en orden: ▪ smaller (ST) → bigger (FT). Des-reclutadas en orden: ▪ smaller (ST) ← bigger (FT). Una sobreexcitación no producirá una contracción más fuerte. ¿De qué depende la fuerza generada por un músculo? 1. Del nº de motoneuronas que activen sus respectivas fibras. 2. De la frecuencia con la que lo hagan (entre 10 y 100 impulsos nerviosos por segundo)  APLICACIÓN EN AFD: EJECUCIÓN TÉCNICA SINERGIAS MUSCULARES Prevención de lesiones Rendimiento Recuperación de lesiones Valoración de la fatiga muscular. ELECTROMIOGRAFÍA (EMG): - Más fatiga Menor Actividad EMG MÁXIMA - Ante un esfuerzo muy intenso la EMG máxima disminuye. - Fatiga produce una peor coordinación de los impulsos eléctricos - Cuando mayor fatiga, menor actividad EMG. Existen 2 tecnicas de EMG: Intramuscular (EMGi) Superficial (EMGs) EMG INTRAMUSCULAR: (EMGi) Se usa una aguja electrodo que se inserta dentro del cuerpo para ponerla en contacto con el músculo. PROS: Es más precisa. Permite analizar músculos más profundos y pequeños. CONTRAS: Es invasiva. Las agujas se desplazan con el movimiento y pueden producir daño. Valoraciones en ESTÁTICO (Isometría)  EMG SUPERFICIAL (EMGs): Se utilizan parches con electrodos que se adhieren a la piel. PROS: No es invasiva. No produce daño con el movimiento. Los electrodos son muy fáciles de colocar y no alteran el movimiento. VALORACIONES EN MOVIMIENTO CONTRAS: Es menos precisa. Puede registrar la señal de músculos adyacentes (‘crosstalk’). El movimiento de la piel con el gesto analizado puede alterar el registro. No permite analizar músculos profundos. LA EMGs es la más utilizada: Factores a controlar que pueden alterar la EMG: - fuentes de energía electromagnética - Algún tipo de electrodos - utilizar electrodos nuevos - Preparación de la zona: rasurar y limpiar con alcohol. - Correcta Colocación de los electrodos. - Evitar el Crosstalk: captar la señal EMG de otros grupos musculares - Utilizar mallas de sujeción De la señal emitografia Amplitud → Número de unidades motoras reclutadas; intensidad eléctrica del potencial de acción. Frecuencia → Número de estímulos por segundo enviados a las unidades motoras 0. OBTENER UNA BUENA SEÑAL CRUDA (RAW DATA) (Preparar la zona, electrodos, alejar sistemas electrónicos…) 1. FILTRAR DE LA SEÑAL: Eliminación de las frecuencias correspondientes a ruido (noise) Estudio del espectro de frecuencias mediante Fast Fourier Transform (FFT) Aplicación de filtros o umbrales de frecuencia (Cut-off frequencies) ¿30-300Hz? 2. RECTIFICAR LA SEÑAL (Pasarla a valor absoluto). Normalmente de aplica la raíz cuadrada del valor elevado al cuadrado (Root mean Square, RMS). Si no se hace este paso, los valores (+ y -) se contrarrestan y la media sería igual a 0. 3. SUAVIZAR LA SEÑAL. Para evitar los picos y los artefactos. Normalmente promediado a unos 50 milisegundos. 4. NORMALIZAR LA SEÑAL. Con respecto a la MVC. Para compararla con la máxima activación posible (en %) y poder compararlo entre sujetos, músculos… Registro de la contracción voluntaria máxima. Para realizar una normalización (%)de los valores de señales EMG de diferentes acciones o pers. TEMA 5/8RESISTENCIA Y CARGAS: “El peso (carga) en tu mano no indica la resistencia en tu cuerpo" Carga→Fuerza(s) que se le aplican a una estructura (cuerpo)→No siempre suponen una resistencia, normalmente provienen de una pesa, goma, cable etc. Resistencia→: Momento de fuerzas rotacional sobre el sistema de palancas articular, que tiende a producir movimiento y se opone a la acción muscular alrededor del eje. Una carga puede provocar resistencia a un movimiento o a una musculatura (pero no necesariamente) La resistencia nace de la relación entre la carga y el eje articular IMPORTANT!!!! Podemos manipular el punto de acción de las cargas para aumentar la resistencia Si alejo la pesa de mi cuerpo aumenta el torque es decir la resistencia articular, cuando acerco la carga al torque, el torque disminuye (igual con gomas) Una misma carga puede suponer resistencias muy distintas entre personas (Diferencias antropométricas…) TIPO DE CARGAS: 1. CARGA GRAVITACIONAL7. CARGA MANUAL 2. CARGA INERCIAL 8. CARGA VISCOLEASTICA 3. CARGA ELÁSTICA 4. CARGA NEUMÁTICA 5. CARGA DE ARRASTRE 6. CARGA DEL ROZAMIENTO  1. CARGA GRAVITACIONAL: La fuerza proviene del peso de los objetos en la tierra. P= m*g Peso (Se mide en Newtons): Fuerza (medida vectorial), que se aplica en el centro de masas en dirección al centro de la tierra. Gravedad: Aceleración prácticamente constante en la tierra ≈ 9,80 m/s2 Es una magnitud vectorial, hacia el centro de la tierra. Masa: Cantidad de materia. Medida escalar (no tiene dirección). En la tierra, dado que la gravedad es constante, la única forma de incrementar la carga gravitacional (Peso) es incrementar la masa. Generalmente en lenguaje coloquial el peso se expresa en Kg, pero NO ES CORRECTO ¡El peso es una fuerza (N)! También se puede expresar una fuerza con kilopondios (Kp= fuerza equivalente a X Kg) Generación de resistencia con las cargas gravitacionales: - Peso libre - Maquinas de peso - Autocarga (peso corporal) 2. CARGA INERCIAL → Masa e inercia son equivalentes La carga que se genera al acelerar (o desacelerar) un objeto con inercia. La Fuerza inercial (Fi) es igual a la inercia (masa) multiplicada por la aceleración. Que es la inercia?→ Resistencia que ofrece un objeto a ser cambiado de velocidad (acelerar o desacelerar). Es una propiedad que depende exclusivamente de su masa (Inercia = masa; También se mide en Kg). De que depende? →Depende únicamente de la masa i es equivalente a los KG La inercia no depende ni de la velocidad ni de la aceleración, únicamente depende de la masa. Cuanto + masa + inercia. La carga inercial es proporcional y en sentido opuesto al de la fuerza que provoca el cambio sobre dicho objeto (OPOSICIÓN). Si la desaceleración va a ser rápida vamos a necesitar + carga inercial Cada vez que aceleras un objeto (jabalina por ejemplo) al principio tendremos mucha carga inercial, pero a medida que aceleramos y le damos velocidad al objeto cada vez opondrá menor resistencia, porque ya tiene velocidad, cuando más velocidad- resistencia. Todos los objetos que tienen masa se le puede aplicar una carga inercial. Cuando más aceleración tengo que hacer más fuerza y más carga inercial. EJEMPLO: Musculatura posterior: Desaceleración en frenar la barra si lo hacemos a una alta velocidad EJEMPLO 2: Hay muchos casos en los que la carga gravitacional no es muy importante, pero la carga inercial sí. 3. CARGA ELASTICA: La carga se crea por las propiedades elásticas de un material que deformamos. ELASTICIDAD→ Propiedad por la cual un material se recupera de una deformación producida por una fuerza. Los materiales elásticos son aquellos que son capaces de recuperar su forma original una vez dejan de actuar sobre ellos las fuerzas que les provocaron deformación. La carga (Fuerza) que hace una goma dependerá de: Su rigidez (Módulo de elasticidad), E. Su grosor (Área de sección), A. Su deformación (Cómo de estirada está), 𝜺. Si relacionamos la tensión aplicada y la deformación en un gráfico podemos estudiar varias zonas  En la primera zona, se cumple la ley de Hooke o de “deformación proporcional a la tensión aplicada”. Si cesa la tensión, el material recupera su forma original. Hasta el punto a o Límite de proporcionalidad. En la segunda zona, la deformación no es proporcional a la tensión, nos devuelve una deformación un poco menos a la tensión, el material recupera su forma original. Hasta el punto b o Límite elástico. En el tercer tramo, o zona plástica, la deformación unitaria aumenta rápidamente con la tensión y al disminuir ésta, el material no recupera su totalmente su longitud original y tendrá una deformación permanente. Cuarta zona. El punto d representa el punto de fractura del material (antes se han podido producir microrroturas). MODELO DE YOUNG: Módulo de Young (E, módulo de elasticidad longitudinal): medida de la rigidez (resistencia a la deformación). Parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico (cociente entre la tensión y la deformación. 𝜎 = Tensión ejercida sobre el área de la sección transversal (Fuerza/área) ɛ = Deformación unitaria (cambio de longitud con respecto a la longitud inicial) Tensión mecánica (T, 𝜎): T=Fuerza/Area La unidad de la tensión mecánica (SI) es el pascal (1 Pa = 1 N/m²). Deformación (ɛ): Cociente entre la variación de longitud (∆𝐿) experimentada por la goma y su longitud original El módulo de young no se puede cambiar, es una propiedad característica del material Solo podremos modificar el área (añadiendo gomas) o aumentando el área y la deformación (la longitud de la goma) Para reducir los N entre el punto inicial y el punto final será utilizado una cuerda más larga. en cambio si doblamos la cuerda el cambio de N entre el punto final y el punto inicial será mayor. La resistencia aumenta a medida que el material se deforma  - Muy importante conocer las características de cada tipo de elástico y qué zona del porcentaje de deformación es utilizada a través del ROM= Range of movement Con la carga elástica no tenemos ni carga gravitacional ni carga inercial 4. CARGA NEUMÁTICA: - La carga se crea por la compresión de aire en un cilindro o pistón. - Al no desplazar una masa, se elimina la carga inercial. Es equivalente a una carga gravitacional sin el componente inercial. La resistencia la genera un motor sobre unos pistones, es el aire comprimido sobre los pistones la carga que aplicamos sobre las resistencia en las aceleraciones altas será menor y la resistencia será la mismaa velocidades lentas es lo mismo que las cargas gravitacionales pero a velocidades altas ya no es lo mismo: 5. CARGAS POR ARRASTRE: - La carga se crea por la viscosidad del fluido en el que nos movemos. - Fuerza que RESISTE o FRENA a un cuerpo que se mueve en un fluido - Es importante en velocidades altas VISCOSIDAD: Característica de los fluidos, creada por las colisiones y fricciones entre sus partículas, provocando resistencia al movimiento. Tipos de carga por arrastre: Viscosidad del fluido Velocidad relativa del cuerpo y el fluido Forma y sección transversal del cuerpo. 1‐ Fuerza de arrastre proporcional a la velocidad de movimiento y la superficie: Solo cuando hay movimiento Se puede incrementar la superficie para incrementar la resistencia.  2‐ Fuerza ascendente de flotación positiva (Contraria a la gravedad):BUENO PARA LA GENTE CON LESIONES DE RODILLA Flotabilidad establecida por el principio de Arquímedes → Material flotación. El medio permite restar fuerza gravitatoria debido a la flotabilidad del cuerpo. 3‐ Presión hidrostática. 6. CARGAS DE ROZAMIENTO: Para cada fuerza aplicada por un cuerpo a un segundo cuerpo, este aplica una fuerza igual pero de sentido opuesto. Por lo tanto, para cada acción existe una reacción igual pero de sentido contrario. - Carga de reacción asociada a la 3 ley de Newton - Fuerza de reacción a la fuerza gravitacional: Fuerza normal Fn (o N): Fuerza reactiva que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre ella. Esta es de igual magnitud y dirección, pero de sentido contrario a la fuerza ejercida por el cuerpo sobre la superficie (Perpendicular). La carga se crea por la fricción entre superficies: Coeficiente de rozamiento o coeficiente de fricción (µ): Oposición al deslizamiento que ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto (enlaces moleculares de las dos superficies). En el hielo - rozamiento En el caucho + rozamiento Coeficiente de rozamiento estático= coeficiente de fricción * fuerza normal= La fuerza del trineo  La primera columna és la força que tinc que aplicar per moure un cos estàtic en el terreny que posa. la segona columna es la força quan està en moviment. El que tinc que fer per obtenir el número es multiplicar amb el número de Newtons de força que s’ha li apliqui. El número que surti será el número de newtons per mantenir una velocitat constant, si el vull acelerar hauré de fer més força La fuerza de rozamiento no depende del área de contacto, , si tiene la misma masa la fuerza de rozamiento es la misma Fuerza de rozamiento Fr: Fricción entre los zapatos y una superficie de juego: Permite frenar, cambiar de dirección o acelerar rápidamente. Si nos deslizamos (No hay agarre), la acción es más lenta. Muy poco rozamiento aumentará el riesgo de lesión ya que los músculos se estiran más. Por otro lado: Tasas de lesiones más bajas en superficies de menor fricción (tierra batida VS pistas duras) (p. ej., Nigg & Segesser,1988). Un pie deslizante permite que la energía se disipe = en el punto de parada hay menos impulso Las superficies de juego deben tener un nivel razonablemente alto pero seguro de fricción. Dado que los atletas varían en tamaño y, por lo tanto, sus fuerzas de reacción normales varían significativamente, el mejor tipo de superficie (o zapato) para un jugador podría no ser el mejor para otro. Hay más lesiones en terrenos duros que en terrenos que son más blandos  7. CARGA MANUAL: Se utiliza para la rehabilitación La carga aplicada sobre el cuerpo se genera por las manos del/de la entrenador/a personal La fuerza puede ser variable y ajustada a la capacidad de generación de fuerza del cliente a lo largo del ROM. Destreza/Experiencia Buscar posición con ventaja mecánica 8. CARGA POR TRACCIÓN O ROTACIÓN ELÉCTRICA La carga se genera mediante un motor eléctrico y se controla a través de un ordenador. Pueden ser resistencias lineales o angulares 9. CARGA VISCO ELÁSTICA: - Causada por la rigidez (Propiedades elásticas) del tejido conectivo y muscular que rodea a la articulación y mantiene la integridad: Ligamentos, cápsula, superficies articulares, meniscos, rodetes, tendones, músculos y SN. - Solamente puede ser aislado (valorado) de manera pasiva en los diferentes planos de movimiento. La falta o exceso puede causar problemas neuromusculares y/o articulares: Menor rigidez: Articulación inestable. Demasiada rigidez: Movimiento articular será restringido y fuerzas inadecuadas. Los músculos tienen propiedades elásticas que nos van a devolver la fuerza Las cargas se dan en conjunto, no se dan por separado TEMA 6/9: PALANCAS Y POLEAS Nuestro cuerpo humano es un sistema de palancas Los sistemas de palancas en el cuerpo humano consisten en la unión de dos o mas segmentos mediante puntos de unión (articulaciones), que tienen capacidad para provocar un movimiento de rotación sobre la articulación. Prova un eje de rotación sobre el fulcro. El músculo genera presión interna para mover la palanca (articulación) En los sistemas de palancas del cuerpo humano: Los músculos generan tensión (Fuerzas internas), transmitidas a un punto de la palanca (Inserción) con un ángulo determinado que varía a lo largo del ROM. Los huesos forman los brazos de palanca como elementos rígidos. Si el momento de fuerzas es suficiente, los huesos rotan alrededor de un fulcro (la articulación) Se desplaza o resiste una carga externa que tiende a generar movimiento a través de una articulación.  CINESIOLOGIA: Estudio específico del movimiento articular y de los sistemas de palancas: Forma de las superficies de contacto. Acción agonista y antagonista de musculatura. Control y estabilización activa de la musculatura. Estabilización pasiva de las diferentes estructuras del tejido conectivo articular. Las articulaciones tienen hasta 3 grados de movimiento,en función de si ofrecen capacidad para moverse en uno, dos o tres dimensiones del espacio : Los sistemas de palancas en el cuerpo humano consisten en la unión de dos o mas segmentos mediante puntos de unión (articulaciones), que tienen capacidad para provocar un movimiento de rotación sobre la articulación. En las palancas tenemos: f= FULCRO P= FUERZA MOTRIZ O POTENCIA R= FUERZA RESISTENTE O RESISTENCIA (carga cuando actúa como una resistencia) Bp= BRAZO DE PALANCA de la POTENCIA (brazo de potencia) Br= BRAZO DE PALANCA de la RESISTENCIA (brazo de resistencia)  Cuanto mayor brazo de palanca y mas alejado este, tendremos más fuerza del torque El brazo de palanca de la potencia es muy pequeñito porque va desde el eje (fulcro) hasta la inserción de la fuerza. El punto de aplicación de la fuerza es la inserción articular que no la podemos mover FULCRO: eje instantáneo de rotación/desplazamiento Es común que haya desplazamiento lineal del eje a través del movimiento y esto hace que el eje se modifique y sea considerado un eje (fulcro) cambiante a lo largo del movimiento La carga inercial va en contra de hacia donde tu aceleras el objeto. TIPO DE PALANCAS: La mayoría de palancas tienen desventaja mecánica VENTAJA MECÁNICA: Cuando el brazo de potencia (Esfuerzo) es mayor que el de resistencia. DESVENTAJA MECÁNICA: Cuando el brazo de resistencia es mayor que el de potencia (Esfuerzo). Si la palanca de potencia genera poco arco de movimiento, la palanca de resistencia sí que tendrá un mayor rango de movimiento, viceversa si la palanca de resistencia no tiene mucho arco de movimiento la palanca de potencia sí que tendrá un gran arco de movimiento. Se aplique fuerza donde se aplique, el trabajo mecánico necesario para mover la palanca será el mismo. El trabajo mecánico (W) Relaciona la cantidad de fuerza que se aplica y el desplazamiento que se produce. 3 TIPOS DE PALANCAS: de 1r 2o i 3r grado 2o grado →tienen ventaja mecánica i son las - comunes 3r grado → tienen desventaja mecánica y son las + comunes.  Estamos diseñados para la velocidad y el movimiento y no para la fuerza: La mayoría de sistemas de palancas en el cuerpo humano canjean la producción elevada de fuerzas con un recorrido pequeño de los músculos por fuerzas más bajas pero alta velocidad y rango de movimiento en el extremo de la palanca: ACCIÓN Y SEGMENTO FIJO/SEGMENTO MÓVIL: Alrededor de un eje determinado existen dos movimientos posibles (acciones), marcados por el sentido derotación de un segmento respecto del otro. Ej: Flexión-Extensión Un segmento permanece fijo y el otro segmento se desplaza (móvil). El torque del brazo tiene que ser igual Toque = al brazo de palanca X el seno del ángulo de la línea de acción de la palanca EJERCICIOS Y MOVIMIENTOS TRANSLATORIOS: - Los movimientos no suelen suceder de forma aislada (monoarticular): Sistemas integrados de palancas - Sincronización y coordinación de movimientos: Eficacia e integridad (Sistema nervioso) - Movimientos más comunes: Press (Empuje), Pull (Tracción), Rotaciones integradas. En la vida normal venço o no a la carga externa dependiendo la suma de torques, podremos vender o no a la resistencia Cuándo + brazo de momento habrá más toque para la articulación Hay músculos biarticulares como los isquiosurales: 19/10/22 PRÁCTICA: Factores que pueden alterar la señal: Fuentes de energía electromagnética. Tipo de electrodos. Preparación de la piel. Colocación de electrodos. 0. OBTENER UNA BUENA SEÑAL CRUDA (RAW DATA) (Preparar la zona, electrodos, alejar sistemas electrónicos…) - FILTRAR LA SEÑAL: Eliminación de las frecuencias correspondientes a ruido (noise) Estudio del espectro de frecuencias mediante Fast Fourier Transform (FFT) Aplicación de filtros o umbrales de frecuencia (Cut-off frequencies) ¿30-300Hz? 1. RECTIFICAR LA SEÑAL (Pasarla a valor absoluto). Normalmente de aplica la raíz cuadrada del valor elevado al cuadrado (Root mean Square, RMS). Si no se hace este paso, los valores (+ y -) se contrarrestan y la media sería igual a 0. 2. SUAVIZAR LA SEÑAL. Para evitar los picos y los artefactos. Normalmente promediado a unos 50 milisegundos. 3. NORMALIZAR LA SEÑAL. Con respecto a la MVC (CVM). Para compararla con la máxima activación posible (en %) y poder compararlo entre sujetos, músculos… Activación mioeléctrica 0 se busca un borde óseo como el epicóndilo lateral del codo Cuando hago el ejercicio de manera rápida, hay más activación electromiográfica porque hay que reclutar más fibras tipo II, porque hacerlo más rápido supone más aceleración o sea más fuerte.  PERFIL DE TORQUE MUSCULAR - ROM ¿ En qué punto soy más fuerte a la hora de vencer una resistencia? Porque no soy igual de fuerte en todos los ángulos. El perfil Torque muscular-ROM→ relaciona la capacidad interna de producir momento de fuerza (torque) con la angulación de la articulación para un movimiento concreto. A un ángulo de -10 grados de los aductores (trabajan hacia fuera) de la cadera, es cuando se produce una mayor fuerza (fuerza medida como torque). Los flexores de codo son a unos 60 grados mas o menos Posibilidad de valorarlo en condiciones isométricas: Dividir el arco articular en varios puntos (ángulos). Valorar la fuerza isométrica máxima en cada punto. Valorar siempre a la misma distancia de palanca (Brazo de resistencia) Valorar siempre en perpendicular (90º) con la palanca. Ajustar línea de tendencia polinómica de 2º Grado a los datos. El perfil Torque-ROM se valora normalmente a través de un sistema ISOCINÉTICO→ Le dices a la velocidad del movimiento a la que quieras trabajar y el sistema siempre te vence, porque hace más fuerza. Aparato especializado (Biodex, Cybex), motor eléctrico. Resistencia acomodada en tiempo real a la fuerza producida, el movimiento se realiza a una velocidad constante. Ordenador → Fijar la velocidad de ejecución y ROM a testar. La persona realiza el máximo de fuerza en cada punto del ROM, el brazo de la máquina resiste proporcionalmente para que la velocidad sea constante. Se registra la producción de torque (Dinamómetro). Desventajas: Equipo muy voluminoso y caro. (solo lo encontraremos en universidades, servicios de rehabilitación de lesiones). ¿De qué fuerza puede depender de que sea más fuerza en un ángulo que en otro? Factores que influyen: 1. Longitud sarcomérica (Relación elongamiento-Tensión). (Cuando el músculo está más elongado, no puede generar más fuerza, porque no hay mucho más a reclutar, passa lo mismo si está muy contraído) 2. Eje de generación de fuerza del músculo (Angulación con la palanca) El componente perpendicular generar torque sobre la palanca y el otro vector hace fuerza de retención. Los puntos donde el músculo queda perpendicular a la palanca, serán situaciones donde será más fácil generar fuerza.  Brazo de momento X Fuerza generada =La fuerza del torque Cuando hipertrofia un musculo del brazo como el bíceps, el brazo de momento también aumenta 3. Lugar de inserción: Palanca (Brazo de fuerza) No se puede modificar es innata 4. Musculatura agonista: (Tamaño, arquitectura y composición). Mayor volumen muscular, mayor del torque Organización de las fibras Tipologia de fibra 5. Activación neuromuscular: Conexión intramuscular e intermuscular  El perfil Torque muscular-ROM para una articulación determinada: Los valores absolutos de torque producido pueden variar mucho entre personas. El perfil será parecido (personas sin patología). Nos da información de los puntos más fuertes y débiles del ROM. Perfil-Resistencia ROM Carga externa que puedo soportar dependiendo el ángulo de la articulación: (ROM) Carga= Fuerza donde se aplica o se muestra en un cuerpo La resistencia que voy a tener depende del ángulo de las articulaciones que este depende de varios factores: Perfil de Momento de fuerzas de resistencia-ROM para un ejercicio determinado: Rigidez pasiva de los tejidos antagonistas (Passive stiffness). Carga gravitatoria e inercial de la propia extremidad (Segmento) - Dimensiones del segmento (CM más o menos alejado del fulcro) Carga adicional con distintas propiedades. - Magnitud (N) y tipo de carga - Con o sin masa (inercia). - Eje de aplicación de la resistencia (Angulación con la palanca). - Brazo de resistencia. Importante tener flexibilidad en la musculatura en la musculatura antagonista para tener mayor rango de movimiento Ejercicio  Cuando el brazo de momento és mayor, también tienes mayor resistencia. Podemos distinguir 3 grandes tipos de perfil de torque de resistencia-ROM: Forma de campana (a) Ascendente (b) Descendente © Tipo de resistencia: Tipo de carga Dirección del vector (línea de acción) PUNTO DE ESTACIONAMIENTO: Al combinar la curva de fuerza con el vector de resistencia, el resultado normalmente es un nivel de dificultad variable a lo largo del ROM: El punto del movimiento en el que es más probable que el levantamiento falle se denomina punto de estancamiento (sticking región). Es el punto que limita la carga que puedeusarse. En press de banca cuando la barra esté a 5-10 cm de tu pecho es cuando habrá más resistencia. Línea roja→ Perfil de resistencia Línea verde→ Perfil de fuerz Introducción a los sistemes de resistencia variable: Es importante buscar ejercicios donde haya la misma resistencia a lo largo de todos los ángulos de la articulación + o -. Sistemas de carga variable: Buscan ajustar el momento de resistencia al momento de fuerza a lo largo del ROM. Cambia la relación de los brazos de palanca naturales a lo largo del ROM. (Poleas excéntricas, levas…) Cambia la magnitud de la carga a lo largo del ROM. (Carga elástica, cadenas) IMPORTANT: Hay un vector de fuerza que va perpendicular al plano de movimiento y hay otro que va hacia el suelo (gravedad). Seno= Cateto opuesto/hipotenusa Coseno= Cateto contiguo/ hipotenusa Tangente= Cateto contiguo/cateto opuesto No hay brazo de momento y por eso no hay resisitencia Empieza ha haber brazo de momento y a la vez un poco de resistencia  Punto donde hay mayor brazo de momento - Con cadenas y gomas sirve para hacer más resistencia durante todo el ejercicio - Las cadenas y las gomas disminuye el torque para que la resistencia sea igual durante todo el ejercicio. SISTEMA DE POLEAS→IMPORTANT!! FUNCIÓN PRINCIPAL→ redireccionar la línea de acción de la fuerza externa. - Una polea por sí misma no tiene por qué producir una (des)multiplicación de la carga (solo bajo unas determinadas condiciones). Permite redirigir la línea de acción, no cambia de la fuerza, pero hay alguna polea que si Son múltiples sistema de resistencia → Gravitacional  inercial Modificación de la relación de fuerzas: - Cuando la polea se mueve linealmente y no permanece fija en un punto de soporte. El cable que rodea la leva está fijo en un extremo y es móvil por el otro. - Puede darse: ventaja o desventaja mecánica. Multiplican o desmultiplican la carga: ↓ ↓ MULTIPLICA DESMULTIPLICA IMPORTANT:  25/10/22 TEMA 7/10: ANÁLISIS BIOMECÁNICO CLASIFICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE LA FUERZA SEGÚN EL TIPO DE CARGA: SISITEMAS DE CARGA CONSTANTE: - Peso libre - Poleas concéntricas - Autocargas 1. Peso libre/free weight: Magnitud total de carga constante: mismo peso (Gravedad · masa) La resistencia se reconoce y se puede modificar fácilmente. Línea de acción siempre VERTICAL DESCENDENTE La resistencia efectiva (torque de resistencia) varía a lo largo del ROM: Máxima cuando el segmento está paralelo al suelo. No hay cuando el segmento está perpendicular al suelo.  Ejercicios no guiados o dirigidos en una determinada dirección: Musculatura estabilizadora. 2. Concentric pulleys/poleas concéntricas: Magnitud total de carga constante: mismo peso (Gravedad · masa) La resistencia se reconoce y se puede modificar fácilmente (Ojo si es multiplicada o desmultiplicada). La línea de acción es el cable (Permiten redirigir la línea de acción). La resistencia efectiva (torque de resistencia) varía a lo largo del ROM: - Máxima cuando el segmento está perpendicular al cable. - No hay cuando el segmento está paralelo (en línea) al cable. Poleas de diferente tipo. Multiplicada, Desmultiplicada. Fuerza Vs Recorrido. 3. SELF-RESISTED/autocargas Magnitud total de carga constante: (a no ser que se modifique la posición corporal, cambiando el %). Línea de acción siempre VERTICAL DESCENDENTE: (Gravedad · Masa), aplicado en el centro de gravedad. La resistencia efectiva (torque de resistencia) varía a lo largo del ROM Entrenamiento en suspensión (TRX): Añade inestabilidad. GRAN TRABAJO DE ESTABILIZADORES. Tirante musculador (Cinturón ruso): Banda de material flexible, cuyos extremos se desdoblan con bucles destinados a la introducción de las piernas u otras partes del cuerpo. TIPOS DE CARGAS: 1) CONSTANT LOAD: Principalmente carga gravitacional. Al tener masa, también tienen carga inercial: Importante con aumento de aceleraciones. Normalmente se produce un Punto de estancamiento (Sticking point): Parte del movimiento en el que es más probable que el levantamiento falle. Determina la carga externa máxima que puedo mover (1 RM). En el resto del ROM, la tensión muscular es siempre submáxima. Si aceleramos mucho la masa (movimiento rápido), la mancuerna, disco, etc. Ganará momento lineal (cantidad de movimiento, [masa · velocidad]) lo cual puede ayudar a superar los puntos más difíciles del rango de movimiento. No tenemos el mismo perfil de resistencia al mover rápido que lento. La última repetición puede ser máxima, el resto son todas submáximas. Otro gran problema es que en ciertos puntos del movimiento, el vector de compresión (Coaptación) que se genera sobre la articulación puede ser grande, y se debe intentar reducir en esos puntos, sobre todo para readaptación o rehabilitación. 2. SISTEMAS DE CARGAS VARIABLES: - Gomas - Cadenas - Levas o brazos de palanca variables - Poleas excéntricas  2. Carga variable Permiten ajustar la curva de resistencia a la curva de fuerza del ejercicio, para que la tensión sea alta durante todo el ROM, no solo en el punto de estancamiento. 2.1 Elásticos y gomas Resistencia elástica (Gomas). La resistencia incrementa muy rápido con el estiramiento. (Cuando más elongación más resistencia, hasta un cierto punto.) Fuerza libre de carga inercial (permite trabajar con aceleraciones altas) Depende del módulo de estiramiento del material. Diferentes elasticidades/propiedades. 2.2 Cadenes La resistencia se incrementa despacio y progresivamente (eslabón a eslabón). Cuanto más alejado del suelo, mayor carga. 2.3 Levas y palancas Máquinas que cambian la relación de los brazos de fuerza a lo largo del ROM. Ventajas: Adaptación del esfuerzo a la curva fisiológica. En muchas: Facilidad de selección del peso mediante placas. Inconvenientes: La R se mueve en un solo plano. No sirve para el trabajo de la fuerza explosiva, ya que los pesos pegarían latigazos. Resistencia variable con palancas El brazo de momento de la resistencia varía para adecuarse al perfil de torque muscular-ROM del ejercicio. 2.3.1 Resistencia variable con poleas excéntricas: El radio de la rueda no es igual en toda su extensión, de forma que el brazo de momento de la resistencia varía para adecuarse al perfil de torque muscular-ROM del ejercicio. 3. SISTEMAS DE CARGA ACOMODADA: - Isoinerciales - Neumáticas - Isocinéticas 3. Sistema de carga acomodada: La resistencia se adapta la fuerza que generó en cada repetición (y a la fatiga) Permite tensiones musculares muy altas. El carácter del esfuerzo puede ser máximo o casi máximo para cada repetición. 3.1 Pneumatic /Neumática La resistencia es un pistón que comprime aire, aceite o agua. La resistencia puede modificarse durante la ejecución a través de un mando. Precisión hasta de 100 “gramos”. No hay que cargar discos. Permite trabajar sin que haya carga inercial al moverlo a velocidades altas, no hay sacudidas. Buena opción para el trabajo de fuerza explosiva. 3.2 Isoinertial/isoinerciales La resistencia se genera por la inercia de un disco. Una correa se enrolla alrededor de un eje y al tirar de la correa se hace girar. La inercia del disco resiste el movimiento (más masa = más resistencia). La acción excéntrica se realiza bajo ciertas condiciones, se produce sobrecarga excéntrica. RELACIÓN DE LA INTENSIDAD A LA CARGA: 1. Momento de inercia 2. Radio del eje 3. Uso de polipastos 4. Fuerza voluntaria aplicada 1 MOMENTO DE INERCIA Inercia rotacional o momento de inercia (I=inercia) →Depende de la masa del volante (m) el radio desde el eje de giro (r). Se mide en kg⋅ m2 Para aumentar el momento de inercia: 1. Cambiar o añadir discos de mayor diámetro o masa 2. Añadir masas adicionales o situarlas más alejadas del eje de giro 2. RADIO DEL EJE: A Menor radio desde dónde traccionamos: Mayor Resistencia (dificultad) 3. USO DE POLIPASTOS 4 FUERZA VOLUNTARIA APLICADA: Carga inercial= masa * aceleración 3.1 Isokinetic/Isocineticas Pueden ser de resistencia lineal o angular. Se fija un rango y una velocidad del movimiento constante. Radianes/segundo o Metros/segundo La resistencia se genera mediante un motor eléctrico. La resistencia es variable, se ajusta a la fuerza producida (muscular). Hasta hace poco tiempo solo permitían desplazamientos angulares y velocidades bajas. Tradicionalmente se han empleado en la rehabilitación. 4. VIBRATIONS PLATES/plataformas vibratorias WBV-Whole Body Vibration Cambio de la longitud muscular en periodos muy breves de tiempo. Estimulación del reflejo miotático (Husos neuromusculares).  Incremento de la actividad neuromuscular. Precauciones: Transmisión/Amortiguación mediante sistemas viscoelásticos. Vibración/oscilación mediante un motor. movimientos oscilatorios sinusoidales provocan un estímulo mecánico Variables extrínsecas: Magnitud: En unidades de aceleración (m/s2), se mide mediante acelerómetros Frecuencia: Número de ciclos de movimiento sinusoidal realizado en un segundo (expresado en hertzios, Hz). El rango empleado en los estudios de entrenamiento está entre 23 y 44 Hz. Amplitud: Desplazamiento que se realiza en cada ciclo de movimiento sinusoidal (expresado en mm). El rango empleado en los estudios está entre 2 y 10 mm. El valor más empleado son 4 mm. Dirección: Predomina la dirección vertical. En algunas plataformas existe además un marcado componente lateral (por ejemplo, las plataformas GalileoTM). Duración: Algunas respuestas del cuerpo humano dependen fundamentalmente de la duración de la vibración a la que es expuesto. La normativa ISO 2631 establece los límites de tiempo de exposición basándose en los valores de la dosis de vibración. En los estudios orientados a la mejora del rendimiento la exposición total va desde 4 min hasta un máximo de 20. Variables intrinsecas: Intrasujeto: Postura corporal, posición y orientación del cuerpo (sentado, de pie, recostado, etc...). Intersujeto: Tamaño y peso corporal, respuesta biodinámica corporal, edad, sexo, experiencia, expectativas, actitud, personalidad y nivel de forma física. Efectos de la aplicación de vibraciones mecánicas: 1. ↑ Sistema neuromuscular 2. ↑ Sistema cardiovascular. 3. ↑ Sistema endocrino. 4. ↑ (Activación): fuerza máxima dinámica, en la potencia y el salto vertical 5. ↑ Sistema sensorial, propioceptivo y control postural. 6. ↑ Densidad ósea. Efectos perjudiciales: La aplicación prolongada de altas frecuencias de vibración ha demostrado ser nociva en otros aspectos. Por eso se debe controlar las frecuencias y tiempos de estímulo. Exercicio Castro mail: Cuando trabajamos con peso libre serà muy importante la musculatura fijadora 1) word castro e) es válida cualquier respuesta, activación bastante alta para la musculatura del cuádriceps TEMA 8/3 4 CINEMÁTICA LINEAL Y ANGULAR: Cinemàtica: Parte de la biomecànica que describe los movimientos, sitúa especialmente los cuerpos mediante coordenadas y ángulos. Estudia el movimiento sin importar la fuerza → Cinética Dinamica: estudia las fuerzas →Estática CINEMÀTICA: - Rama de la (bio)mecánica que describe el movimiento, a través de parámetros y medidas espacio-temporales - NO se preocupa por las FUERZAS que causan el movimiento Se describe a través de: - Dónde (Posición en el espacio)… - Cómo de lejos (Distancia recorrida y Vector de desplazamiento)… - Cómo de rápido (Rapidez, Velocidad media y Velocidad instantánea)… - Cantidad de movimiento de un objeto o cuerpo con masa - Cambios en la velocidad (Aceleración o deceleración)… - En qué momento y durante cuanto tiempo… - Secuenciación de las partes que componen el movimiento (Fases, combinación de acciones) Està puede ser una pregunta de examen junto con el tipo de carga 2 TIPOS DE MOVIMIENTOS: Cinemática lineal→ El movimiento lineal ocurre cuando TODAS las PARTES de un CUERPO van en la MISMA DIRECCIÓN y durante el MISMO período de TIEMPO Ej: Centro de gravedad en el squad Cinemática angular→ El movimiento angular ocurre cuando un CUERPO ROTA ALREDEDOR de un EJE. Ej: Ángulo de la rodilla en squad En las acciones humanas, el movimiento normalmente es de ambos tipos (Sistema de palancas) Podemos analizar diferentes aspectos CINEMÁTICA LINEAL: TODAS las PARTES de un CUERPO van en la MISMA DIRECCIÓN y durante el MISMO período de TIEMPO Movimientos rectilíneos→: Movimiento en línea recta. Todos los puntos de un cuerpo se mueven exactamente al mismo tiempo y la orientación (sentido) del cuerpo no cambia (Cuando corres hacia delante) Movimientos curvilíneos→ : Movimiento a lo largo de una línea curva. Es un movimiento simultáneo en dos (o tres) vectores diferentes. (EJ: Carrera en curva, salto de longitud, lanzamiento de proyectil/jabalina/balón) - Se pueden analizar los 2 a la vez En los deportes, también se pueden dar de forma simultánea: RECTILÍNEO: Desplazamiento jugadores. CURVILÍNEO: Pelotas aéreas. 5 ASPECTOS: 1. LA POSICIÓN: Describe la localización en un sistema de referencias: Origen bidimensional: 2 Ejes/componentes Y,X Origen tridimensional: 3 Ejes/ componentes Y,X,Z 2. CAMBIO DE POSICIÓN→La podemos evaluar de 2 formas distintas, por distancia recorrida o por vector de desplazamiento. Distancia y desplazamiento no son sinónimo Distancia (‘l’): (Magnitud escalar) Recorrido total realizado Desplazamiento((Δpdirección): (Magnitud vectorial) Cambio con respecto a la posición original.  a) Calcular desplazamiento? Posición inicial- Posición final b) Calcular el desplazamiento restante? El vector resultante de desplazamiento se puede descomponer en dos componentes (desplazamientos en x e y) que forman un ángulo recto entre ellos IMPORTANTE: Aplicar teorema de PITÁGORAS= Raiz2 de X2+Y2= Hipotenusa 2 El desplazamiento es solo un número, también es necesario calcular la dirección del desplaçamiento que esta se define con el ángulos * ‘Distancia’ y ‘Desplazamiento’ describen CUÁNTO se mueve el cuerpo en el espacio 3. DESCRIPCIÓN DE “LO DE PRISA” QUE VA EL CUERPO: * ‘Distancia’ y ‘Desplazamiento’ describen CUÁNTO se mueve el cuerpo en el espacio Tenemos que tener 2 medidas: - El cambio de posición - El tiempo Ese cambio de posición requiere de un tiempo determinado (Δt) se calcula como: Δt = tf – ti - ti : tiempo al inicio del período analizado - tf : tiempo al final del período analizado Si dividimos ‘cuánto se mueve el cuerpo’ entre el ‘período de tiempo necesario’, tenemos una medida de ‘lo rápido’ que se mueve el cuerpo Rapìdez (Speed): (Magnitud escalar) Es la DISTANCIA cubierta durante el cambio de posición DIVIDIDA por el TIEMPO que ha llevado recorrerla Velocidad (Velocity): (Magnitud vectorial) Es el DESPLAZAMIENTO de un cuerpo en una dirección específica DIVIDIDO por el TIEMPO que ha llevado recorrerlo (Δt). Desplazamiento dividido por tiempo = a velocidad media Para calcular la velocidad instantánea (a qué velocidad real se mueve el cuerpo en un periodo de tiempo muy pequeño) el periodo de tiempo tiene que ser lo más pequeño posible, por ejemplo de 0,005 seg 4. CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL: El ‘momento lineal’ (m) describe la cantidad de movimiento lineal que posee un cuerpo, es decir, el estado actual de movimiento del cuerpo y su resistencia a cambiarlo. Massa X Velocidad de movimiento (m/s2) - Es una magnitud VECTORIAL, ya que viene asociada a la dirección de la velocidad vectorial. - ¡IMPORTANCIA PARA CAMBIARLO DE VELOCIDAD O FRENARLO Como se calcula? 5. ACELERACIÓN: - Describe el ratio de cambio de velocidad vectorial con respecto al tiempo. - Si la velocidad vectorial es negativa la aceleración es positiva, y viceversa, si la velocidad vectorial es positiva la aceleración es negativa - Si la aceleración es negativa o te estás frenando o estás yendo hacia atrás - Cuando hablamos de aceleración, el signo (+ ó -) no nos da información de hacia donde se produce el movimiento de forma inmediata… Hay que tener en cuenta el sentido del movimiento (+ ó -) En movimiento, 3 situaciones: - Aceleración - Desaceleración - Movimiento uniforme (Aceleración)  - CINEMÁTICA ANGULAR: El movimiento angular ocurre cuando un CUERPO ROTA ALREDEDOR de un EJE. ↓ ↓ BALANCEO Movimiento de torsión 4 ASPECTOS: 1. POSICIÓN ANGULAR 2. CAMBIO DE POSICIÓN ANGULAR 3. DESCRIPCIÓN “DE LO DE PRISA” QUE VA UN CUERPO 4. ACELERACIÓN ANGULAR 1. POSICIÓN ANGULAR - Un ángulo se forma cuando 2 líneas se cruzan - También puede formarse entre una línea y un plano de referencia (Como por ejemplo el suelo) Se pueden usar 2 unidades para medir un ángulo: a) Grados→Una de las 360 partes iguales en las que se divide una circunferencia b) Radianes→Un radián es el ángulo central de una circunferencia que abarca un arco de igual longitud que el radio de la misma La circunferencia mide 2·π·rad y equivale a 360º, por tanto, 1 radián = 57,3º  Para transformar grados en radianes º ÷ 57,3º DIVIDIR Para transformar radianes en grados rad · 57,3º MULTIPLICAR Tipo de ángulo en función del sistema de referencia: ÁNGULO RELATIVO→ Ángulo medido entre dos líneas que se encuentran o cruzan. Ej: ángulo entre dos segmentos corporales a nivel de la articulación. ÁNGULO ABSOLUTO→ Ángulo medido entre una línea y una referencia externa fija (planos de referencia). Ej: ángulo entre un segmento corporal y una línea vertical/horizontal como el suelo o una pared es importante decir por donde has medido el ángulo, si ha sido por la parte posterior o por la parte anterior 2. CAMBIOS DE POSICIÓN: Cuando un cuerpo gira, todos los puntos pasan por la misma cantidad de cambio de posición angular durante la rotación aunque la distancia de traslación o arco sea mayor para los puntos más alejados del eje. Se puede medir con: Distància angular (Dθ)→(Magnitud escalar) Recorrido total realizado sin considerar dirección Desplazamiento angular (Δθ)→(Magnitud vectorial) Cambio con respecto a la posición original teniendo en cuenta la dirección/sentido Distància angular: SUMA de las LONGITUDES angulares RECORRIDAS desde θi a θf De θ1 a θ2 La rodilla se flexiona 90º (180º - 90º) De θ2 a θ3 La rodilla se extiende 45º (180º - 135º) Dθ = 90º + 45º = 135  - No se usa frecuentemente para describir la rotación de segmentos/articulaciones. - Suele usarse para describir rotaciones parciales/completas de cuerpo en deportes como gimnasia artística o salto de trampolín. Desplazamiento angular: -Solo importa la posición inicial i la posición final, DIFERENCIA entre posiciones. Δθ = θf - θi Ejemplo: Posición inicial (180º) y posición final (135º): Δθ = θf - θi = 135 – 180 = -45º El cambio neto en la posición de la articulación de la rodilla fue de 45º (-). Como ignorar qualquier cambioi entre la posición inicial y la final, Por ello, es más útil hacer el cálculo en tramos menores del movimiento, separándolo SEGÚN EL SENTIDO Es un DESCRIPTOR MÁS APROPIADO para la rotación de segmentos/articulaciones 3. DESCRIPCIÓN “DE LO DE PRISA” QUE ROTA UN CUERPO Generalmente un mayor rendimiento se asocia en rotaciones mucho más rápidas Solo se utiliza la velocidad angular o velocidad vectorial: Velocidad vectorial (ω) →(Magnitud vectorial) DESPLAZAMIENTO angular de un cuerpo en una DIRECCIÓN específica (Δθ) DIVIDIDO entre el TIEMPO que ha llevado recorrerlo (Δt). Las unidades de la magnitud són: ¿cuál sería la velocidad angular entre θ1 - θ2? Tabla de variables: ti = t1 = 0,0 s tf = t2 = 0,5 s θi = θ1 = 180º θf = θ2 = 90º ω = ¿? (SE DEBE RESOLVER) Si cogemos fragmentos de tiempo muy pequeñitos, podríamos tener la velocidad instantánes  ¿Y entre θ2 - θ3? Tabla de variables: ti = t1 = 0,50 s tf = t2 = 0,75 s θi = θ1 = 90º θf = θ2 = 135º ω = ¿? (SE DEBE RESOLVER) Tenemos que caracterizar el movimiento dependiendo si es positivo o negativo en flexión extensión abd adb etc. Los CÁLCULOS de VELOCIDAD angular son PROMEDIOS durante todo el período de tiempo analizado (Puede haber variaciones durante ese periodo). 4. ACELERACIÓN ANGULAR: - Es una magnitud vectorial que describe el ratio de cambio de velocidad angular con respecto al tiempo. - Cuando hablamos de aceleración angular, el signo (+ ó -) no aporta información del movimiento de forma inmediata… - Si la velocidad se mantiene constante el movimiento es uniforme Hay que tener en cuenta si la velocidad angular absoluta aumenta o disminuye: 8/11/2 6 7 CINÉTICA LINEAL Y CINÈTICA ANGULAR: CINÉTICA→Cuando las fuerzas que se explican provocan un movimiento En la caída libre cuando mas masa mas aceleración las causas que implican el movimiento són las fuerzas CINÉTICA LINEAL: 1. INTRODUCCIÓN 2. Fuerza y leyes de las fuerzas→ Ecuaciones fundamentales 3. Cantidad de movimiento e Impulso mecánico 1. Primera ley de Newton o ley de la inercia Si no hay ninguna fuerza que actúe sobre un cuerpo o las fuerzas están en equilibrio, tenderá a seguir en reposo o con una velocidad constante (No hay aceleraciones ni desaceleraciones) la velocidad se mantiene indefinidamente Si hay un equilibrio en la fuerzas se mantendrá siempre la misma velocidad, si aparece un desequilibrio habrá una aceleración o una desaceleración FUERZA: Agente que altera o tiende a alterar el estado de movimiento de un cuerpo. Deformación: Plástica→ No vuelve al estado original Elástica→ Vuelve al estado original 2 Ley de Newton (ley de la aceleración): La fuerza (F) que actúa en un cuerpo es igual a la masa (m) del cuerpo multiplicada por su aceleración (a) en dicha dirección. Ecuación fundamental para la cinética→ F= M*A FUERZA→ Es una magnitud vectorial que tiene 3 características: - Magnitud - Dirección - Sentido A mayor masa, mayor es la fuerza requerida para darle X aceleración. Objeto estático: Un objeto con mayor masa requiere más fuerza para moverlo. Objeto en movimiento: Un objeto con mayor masa requiere más fuerza para detenerlo, cambiar su velocidad o dirección. El vector de Fuerza se define por sus componentes (x,y), aplicados en un “Punto de aplicación de la fuerza”. Si es bidimensional para calcular la fuerza se debe utilizar el teorema de pitagoras: 1. La magnitud o módulo de F se calcula por reglas trigonométricas y se expresa como |F| 2. La dirección de F queda determinada por el ángulo de aplicación. 3. El sentido de F queda determinado por el signo (+ o ‐) Si diferentes fuerzas se aplican en el mismo sitio puedes sumar los vectores de fuerza y así expresamos la fuerza neta  3 Ley de Newton (Ley de reacción) Cuando hago una fuerza esta generara una fuerza de reacción, por ejemplo cuando salto se va a expresar manifestando una fuerza similar en sentido contrario Fuerza normal → Fuerza reactiva que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre ella. De igual magnitud y dirección, pero sentido contrario a la fuerza ejercida contra la superficie, es de sentido contrario al peso corporal Cuando el cuerpo se mueve, la GRF aumenta debido a las fuerzas necesarias para desacelerar. P.ej: - Al correr, la GRF aumenta x 2 o 3 veces el peso corporal. - Si aumento la GRF, me acelero hacia arriba (Salto) - Cuando saltas primero desaceleras tu cuerpo (por la gravedad) para bajar el centro de massas i después aceleramos La fuerza normal depende de la inercia del plano Fuerza de rozamiento: - Fuerza reactiva que se genera por la oposición al deslizamiento que ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto (enlaces moleculares de las dos superficies). Cuanta más fuerza aplique sobre un objeto va a ser más difícil mover el cuerpo porque aumenta la fuerza de rozamiento 1 Ley de Newton: Si no hay ninguna fuerza neta o resultante que actúe sobre un cuerpo, no hay cambio en la velocidad (aceleraciones ni desaceleraciones). 2 Ley de Newton: La fuerza (F) que actúa en un cuerpo es igual a la masa (m) del cuerpo multiplicada por su aceleración (a) en dicha dirección. 3 Ley de Newton: Para cada fuerza aplicada por un cuerpo a un segundo cuerpo, este aplica una fuerza igual pero de sentido opuesto.  LAS 3 LEYES PERMITEN: - También sirven para medir la fuerza aunque no la hayamos calculado. - Relacionar las magnitudes dinámicas con las cinemáticas. - Deducir las fuerzas que actúan en un sistema a partir de cambios en su velocidad. - Describir o predecir el movimiento a partir de las fuerzas que actúan en un sistema. IMPULSO MECÁNICO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO: Cantidad de movimiento ( C ): C= Velocidad X Massa C=v*m - “Cantidad de velocidad que lleva una masa determinada” - Resultado de multiplicar la masa de un objeto por su velocidad - Impulso mecánico ( I): I=Fuerza X Tiempo I= f*t - “Variación de la fuerza ejercida por un objeto sobre otro en función del tiempo” - Resultado de multiplicar una fuerza por el tiempo de aplicación C=I Són el mateix Ley de conservación de la cantidad de movimiento: La cantidad de movimiento de un sistema no cambia a menos que sobre él actúe una fuerza externa. Si quiere cambiar la cantidad de movimiento que tengo en un cuerpo, deberá aplicar una fuerza. Mayor cantidad de movimiento= Mayor dificultad de movimiento La cantidad de movimiento que tiene un cuerpo es equivalente al impulso mecánico necesario para detenerse: Fuerza baja aplicada durante mucho tiempo Fuerza alta aplicada en una ventana temporal menor Impulso mecánico= es la área bajo la curva fuerza-tiempo pero por encima del peso corporal Fuerza baja aplicada durante mucho tiempo Fuerza alta aplicada en una ventana temporal menor Fuerza media * Tiempo= I Puedo calcular la fuerza medida desde que me impulso para saltar hasta que frenó mi centro de gravedad. LA TRAYECTORIA DEL CENTRO DE GRAVEDAD EN EL AIRE QUEDA DETERMINADA POR EL IMPULSO MECÁNICO QUE HAGO CONTRA EL SUELO El centro de masas total (CMT) de una persona, está relacionada con la posición del centro de gravedad de cada segmento (CGs) y su masa segmentaria (ms) Si subo un segmento (p.ej. Brazo) hacia arriba, mi CM subirá proporcionalmente. Para elevar la posición del CM, se necesita de una aceleración, y por tanto una fuerza, que actúe en el sistema. Se produce una fuerza reactiva vertical en el suelo proporcional a la masa segmentaria y su aceleración. Si durante un salto vertical se aceleran los brazos hacia arriba durante el tiempo de contacto con el suelo, la fuerza externa de reacción del suelo aumenta. Si subo un segmento ( ej. brazos) hacia arriba i el centro de masas subira proporcionalmente - Los movimientos segmentarios una vez he despegado no modificarán la trayectoria del Centro de Gravedad Si muevo los brazos ya en el aire no se moverá más tu cuerpo COLISIONES: La cantidad de movimiento y el impulso mecánico eso afectará en las colisiones. Ejemplo: - Si tienes una masa de 80 kg y tu oponente tiene una masa de 100 kg. - Te mueves hacia tu oponente a 2 m/s y tu oponente corre hacia ti a ‐5 m/s ¿Que pasara cuando choques? Cantidad de movimiento (masa × velocidad) de todos los objetos que chocan (m1∙v1 + m2v2…) antes y después m1*v1+m2*v2=m1+m2* velocidad combinada 100 kg ∙ ‐5 m/s + 80 kg ∙ 2 m/s ‐340 kg ∙ m/s = 180 kg ∙ v combinada Durante el golpe se puede desprender de forma ruido y calor ¿Cómo puedo hacer retroceder al oponente? ¿Qué puedo hacer para retroceder al oponente? - Correr más rápido, para llegar con más cantidad de movimiento: - Continuar aplicando fuerza contra el suelo durante la colisión (Empujar): CINÉTICA ANGULAR: 1. Torque (TF) o momento de fuerza 2. El momento de inercia 3. Leyes de Newton aplicadas al movimiento de rotación 4. Momento angular o cinético CINÉTICA ANGULAR: - El único momento que no se refiere a la cinética angular es el momento lineal 1. MOMENTO DE FUERZA Y TORQUE: Magnitud vectorial; Es la medida de la fuerza que se aplica con respecto a un eje y que sirve para hacer girar un objeto. El momento en el que la línea de acción no está alineada con el eje aparece el torque. 1 Ley de Newton: ( aplicamos lo mismo que en cinética lineal y lo aplicamos en el angular) - Si no existe ningún Torque resultante actuando sobre un objeto, no habrá aceleración (o desaceleración) angular - Si existe algún Torque resultante actuando sobre un objeto, habrá aceleración (o desaceleración) angular. El objeto mantiene su estado de reposo o velocidad angular constante, indefinidamente. 2. MOMENTO DE INERCIA: Inercial rotacional o momento de inercia: - Resistencia que ofrece dicho objeto al movimiento de rotación sobre un eje. IMPORTANTE: Además de la masa que tiene objeto, depende de la distancia media (r) a la que se sitúan las n partículas (con masa) que componen el sólido con respecto al eje de giro. I=Massa del disco X radio2 En los sistemas iso‐inerciales, aumentamos la magnitud del momento de inercia (I): - En nuestro cuerpo, podemos variar la magnitud del momento de inercia (I) que tenemos con respecto a un eje en función de cómo nos agrupamos con respecto al eje ® - Se puede modificar o alejándose del eje de giro ofreciendo mayor resistencia o acercándome al eje de giro ofreciendo menor resistencia - Cambiando o añadiendo discos de mayor diámetro o masa - Añadiendo masas adicionales o situándolas más alejadas del eje de girar  En la C tendrás más resistencia al eje de giro MOMENTO ANGULAR O CINETICO: Es la cantidad de velocidad angular (ω) que tiene un objeto con un determinado momento de inercia (I). Se mide en kg m²/s L= Momento de fuerza *Velocidad angular Principio de conservación del momento angular: Si no hay un Torque externo actuando sobre un objeto, el momento angular (L) se mantiene. Si la masa está más concentrada aumenta la velocidad angular, si está más abierta disminuye la velocidad angular. dependiendo en qué momento nos abrimos ¡Si disminuye el radio de giro la velocidad angular aumenta! La maniobra de patinaje se inicia con los brazos y una pierna extendida (alejados del eje) para aumentar el momento de inercia alrededor del eje vertical. En el aire, al cerrar los brazos y la pierna, disminuyen sus momentos de inercia, lo cual aumenta la velocidad de rotación. Para terminar la pirueta, la extensión de los brazos y una pierna, permite disminuir la velocidad de rotación. 14/11/22 TEMAS 10/11 6/7 EJERCICIOS RESUELTOS 1) Una patinadora de 50kg de masa inicia un giro con los brazos y una pierna extendida rotando a 36 revoluciones/s. Su radio de giro es de 50 cm. Al cerrar los brazos y la pierna, disminuye su radio de giro a 30 cm. ¿A qué velocidad en revoluciones/se consigue girar? Al cerrar los brazos disminuirá el momento de inercia i la velocidad angular aumenta y viceversa Primero calculamos el momento angular, a partir de el momento de inercia y la velocidad angular: L= M.angular I=M. de inercia W= velocidad angular 2) Atleta de 70kg Salto vertical (Squat Jump, SJ) Velocidad inicial = 0 Aplica una fuerza media de F = (10x,2000y) N En un tiempo de propulsión de t=0,15s Calcula→ 1- Altura de salto: ¿Cuál es la altura que ha conseguido subir su CG? 2- Desplazamiento horizontal: ¿Cuánto se ha desplazado en el eje x? Frenada: ¿Cuánto dura, cuál es la fuerza y el impulso mecánico de la frenada? Formules que necessitarem:  - durante el inicio en la plataforma de salto marcar tu peso en N (686N) - La línea horizontal que hay es la F media La fase ascendente i la fase descendente son simétricas en todos los saltos por eso el tiempo de vuelo es el mismo a no ser que encoja las piernas todos los N por encima de 686 habrá que te propulse para arriba aceleración= fuerza/masa Importante dividir el ejercicio en fases: Fase 2: en la altura del salto sólo influye la velocidad que acabamos de calcul 9,8 porque está acelerando el cuerpo en sentido contrario e= espacio impulso mecánico con cantidad de movimiento I=C*t C= m*v Cuanta más carga más inercia  El resultado lo tienes que sumar a los N de la tabla TEMA 9/12TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA TRABAJO MECÀNICO: - El producto de la magnitud de fuerza aplicada sobre un objeto por la distancia que se desplaza ese objeto mientras se le aplica esa fuerza. - Es una magnitud vectorial tiene dirección y sentido 𝑾= F (fuerza)*d (distancia) - Importante: La unidad de trabajo no son N∙m (Evita confundirnos con la unidad de Torque) -La unidad de trabajo (W) es el Julio (J) (1 N∙m =1 J) El peso se mide en N no en Kg Aunque hagamos mucha fuerza sinó hay desplazamiento no habrá trabajo mecánico - El trabajo realizado durante un salto vertical es igual a la fuerza media multiplicada por la distancia (dCM) que recorre el centro de masa del cuerpo mientras hay contacto con el suelo. - Sin embargo, no se aplica fuerza mientras el saltador está en el aire, por lo que no se realiza ningún trabajo a pesar de que el centro de masa del saltador se está moviendo. - (la gravedad sí está realizando trabajo mientras el saltador está en el aire). En el aire el trabajo que realizo es 0 peró sobre mi centro de masas sí que hay trabajo, y este es el de la gravedad Se considera una magnitud vectorial, producto del componente efectivo de la fuerza aplicada (la que está en línea con la dirección del desplazamiento) por el vector de desplazamiento. Trabajo mecànico negativo: - Si la fuerza se aplica en sentido negativo a la dirección de desplazamiento (Fuerza de frenado o de desaceleración), Cuando en el salto el centro de masas baja mientras aplico fuerza hacia arriba (en la recepción) La fuerza media secalcula: Si la fuerza aplicada no es constante (variable) a lo largo del desplazamiento, se puede utilizar la fuerza media aplicada durante el desplazamiento: Los músculos también realizan trabajo mecánico, porque aplican fuerza mientras se alargan o se acortan a largo de una determinada distancia. En isometría no hay trabajo a nivel macro però a nivel microscópico, si que hay pequeños movimientos No hay limitación de tiempo como en la potencia POTENCIA: - Es el trabajo en un tiempo determinado - El producto de la magnitud de fuerza aplicada sobre un objeto por la velocidad a la que se desplaza ese objeto mientras se le aplica esa fuerza. A mayor fuerza aplicada o mayor velocidad obtenida, mayor potencia. 𝑷= W (trabajo)/t (tiempo) o el que és el mateix 𝑷= F (fuerza)*V(velocidad)= 𝑷=F*d/t Importante: La unidad de trabajo no son N∙m/s ni J/s La unidad de potencia (P) es el Vatio o Watt (W) (1 N∙m/s = 1 J/s = 1 W  ENERGÍA→Está muy relacionada con el trabajo - Capacidad de realizar un trabajo (W). Esta capacidad puede ser debida al movimiento, la posición, su composición química, carga eléctrica, etc. El trabajo es la medida en que la energía fluye o se transfiere de un cuerpo a otro. - La energía mecánica se mide en Julios (J) – Misma unidad que la de trabajo. 1. Energía Mecànica ((Energía cinética y energía potencial) 2. Energia Metabolica Energía Cinética (EC) Energía Potencial (EP)→ La capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo debido a la posición que ocupa un cuerpo en el espacio. (Esta energía proviene de la altura a la que se eleva una masa determinada). Cuanto más elevado este el objeto del suelo tendrá más energía potencial ENERGIA CINÈTICA: - La capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo debido a su estado de movimiento. (Esta energía proviene del estado de movimiento de un cuerpo). - Se mide por el trabajo que ha sido necesario utilizar para comunicarle una velocidad determinada a un cuerpo, o por el trabajo que costaría detenerlo. 182= 18 al quadrado(2) ENERGIA POTENCIAL: - Mientras un cuerpo está en altura, tiene el potencial de ganar energía cinética. La distancia (altura) sobre la cual la gravedad tiene la posibilidad de acelerar el cuerpo determinará la velocidad que alcanzará el suelo si cae. - Más altura = Mayor velocidad alcanzaría = mayor potencial de energía cinética. 𝑬𝑷= 𝒎 (MASSA) * 𝒈(GRAVEDAD) * 𝒉 (ALTURA) Un objeto que cae tiene energía cinética y potencial al mismo tiempo. Su energía total es igual a la energía cinética más el potencial (Etotal = EC + EP). Es equivalente a la energía cinética que va a tener cuando impacte contra el suelo los músculos transforman la energía mecánica en trabajo mecánico, cuando puentes cruzados utilicemos se gastara mas ATP i habra mas gasto energético. El consumo se puede estimar a partir de otras variables: % FC máxima o de reserva % de la Velocidad aeróbica máxima La energía metabólica se suele expresar en Kilocalorías (kCal) - 1 kilocaloría o Caloría (kcal o Cal) = 1000 calorías (cal) - 1 caloría (cal) = 4,184 julios (J)  caloría es la energía calorífica necesaria para producir un incremento de temperatura de 1 °C en una muestra de agua con una masa de 1 g desde 14,5 ºC hasta 15,5 ºC Aunque no haya trabajo mecánico también podemos gastar energia aunque menos que en una acción dinámica En el trabajo isométrico hay puentes cruzados que se mantienen y otros que no, en cambio en las acciones dinamicas estan todo el rato cambiando los puentes cruzados. La eficiencia es la relación entre la producción de energía cinética y/o potencial por parte de los músculos y el gasto metabólico necesario para ello. La eficiencia generalmente se expresa como un porcentaje donde: % de eficiencia = (trabajo mecánico realizado ÷ gasto energético) × 100. Las causas de ineficiencia mecánica pueden estar originadas por: Ineficiencia en la conversión de energía metabólica en mecánica Ineficiencia neurológica en el control de la energía producida. Cocontracción muscular Contracciones isométricas contra gravedad Generación de energía en una articulación y disipación en otra Movimientos rígidos, discontinuos. La eficiencia se puede entrenar Atletas entrenados carrera = 10% mejor eficiencia que un corredor promedio Deportes altamente dependientes de la técnica (natación): Nadador de élite hasta 50% menos de energía para nadar a una velocidad determinada VS nadador recreativo. La eficiencia del movimiento se ve afectada por la técnica, la longitud de las extremidades, la masa y composición corporal, el sexo, la edad, la equipación y la estrategia. LA ENERGÍA CINÉTICA SE PIERDE MUCHO AL CORRER Importante: Se debe considerar que en algunas acciones o deportes explosivos, la máxima producción de potencia sea un factor más importante que la propia eficiencia mecánica (Levantamiento de peso, lanzamiento único, etc.), por lo que es posible que desee aumentar la producción de potencia a expensas de la eficiencia. (La técnica difiere con disciplinas más largas) Sin embargo, en los deportes cíclicos (Acciones repetidas, p.ej corredores, nadadores, ciclistas…) de larga distancia, intentarán aumentar su potencia mientras mejoran la eficiencia. Para algunos ejercicios de entrenamiento (Aplicados a la salud), se pueden buscar ejercicios menos eficientes mecánicamente para tratar de producir un gasto metabólico mayor TEMA 10/13BIOMECÁNICA DE LOS TEJIDOS: Siempre que se habla de en biomecánica del cuerpo humano se dice que somos un segmento de palanca unidos por la articulación. pero la realidad es que también hay diferentes materiales biológicos/tejidos que tienen diferentes propiedades como las articulaciones Materiales biológicos: Daño, reparación, adaptación ESTRÉS MECÁNICO: Cuando aplicamos carga sobre el cuerpo humano esto va a generar una respuesta sobre el propio organismo que va afectar el sistema dependiendo o pudiendo verse afectado la probabilidad de lesionarse EL ESTRÉS MECÁNICO ES NECESARIO: Y PUEDE SER BUENO O MALO 2 tipos de estrés mecánico: 1. Cargas externas al sistema→ Gravedad, contacto con otros sólidos, rozamiento confluídos… 2. Fuerzas internas→ Principalmente las generadas por los músculos. las cargas no son malas, sino que supone el estímulo para que las estructuras biológicas se adapten al entorno, sino perderíamos masa muscular Principales formas de estrés mecánico: 1. Tracción→ Las fuerzas internas se resisten al alargamiento. 2. Compresión→ Las fuerzas internas se resisten al empuje que tiende a juntar o aplastar la materia. 3. De cizalladura→ Las fuerzas internas se resisten al deslizamiento de unas capas sobre otras. 4. De doblado→ Las fuerzas internas se resisten un par de fuerzas que tiende a curvar o plegar el material. 5. De Torsión→ Las fuerzas internas se resisten al deslizamiento angular (sobre un eje) de unas capas sobre otras.  Las más comunes són las de tracción, compresión y cizalladura. Efecto Poisson: - Cuando en un tejido aparece un estrés de compresión, la deformación producirá también un cierto estrés por tracción y por cizalladura. Hace que el estrés mecánico que sufrimos las células se expanden hacia otro lado debido al estrés. ESTRÉS MECÁNICO: El estrés mecánico se puede definir mediante su tipología y su magnitud de tensión mecánica, expresada mediante unidades de presión: Tensión mecánica (T, 𝜎): el cociente entre la fuerza (F) y la unidad de área (A) en el entorno de un punto material T=Fuerza/aérea - La unidad de la tensión mecánica (SI) es el pascal (1 Pa = 1 N/m²). - Sirve para ver por ejemplo la presión al caminar Ley de Hooke (deformaciones elásticas): Cuerpo sometido carga (Fuerza): Se rompe el equilibrio interior. Las partículas se desplazan hasta encontrar nuevo equilibrio entre fuerzas internas y externas ⇒ Se produce una deformación Si cuando la fuerza cesa el cuerpo recupera su forma y volumen original ⇒ deformación elástica. Pero si la deformación persiste, al menos en parte ⇒ deformación plástica. El concepto de deformación es un un ratio que se mide en % Diferencia entre flexibilidad y elasticidad: Flexibilidad es la capacidad de alargarse y flexionar tu propio cuerpo sin la necesidad de que el objeto vuelva a la posición inicial en cambio la elasticidad si que tiene que volver a la posición original Aquestes fotos estan en petit perquè en principi ja està vist, en el cas de que no estigui visto i no m’enrecordi fer més gran i estudiar. El módulo de young→ relaciona los conceptos de tensión y elongación y los huesos tienen un módulo de young muy peculiar Hipótesis de los materiales biológicos→ Cuando las curvas de esfuerzo‐deformación para esfuerzos crecientes (la tensión va aumentando) y decrecientes (La tensión va disminuyendo) no coincide se dice que el material presenta histéresis elástica. (Zona elástica) - El área encerrada entre las dos curvas es igual a la energía disipada (en forma de calor) en el interior del material elástico. No tenemos los mismos valores de deformación cuando aumenta la carga que cuando desciende. Fatiga mecánica de los materiales: Aunque el material se deforme dentro de su zona elástica, algunos materiales pueden presentar fatiga mecánica ante esfuerzos mantenidos (Constantes): No recuperan de forma elástica su forma cuando cesa la tensión. FRAGILIDAD Y DUCTILIDAD O TENACIDAD: Fragilidad→ Capacidad de un material de fracturarse debido a su escasa o nula capacidad de deformación permanente (No tiene zona plástica). Alto riesgo de fractura súbita de estos materiales. Que el material no tienen capacidad de deformarse de manera plástica. Los materiales Dúctiles y tenaces→ se rompen tras sufrir algunas deformaciones de tipo plástico (Distensión) E=Módulo de Young viene ya calculado no se puede calcular La deformación se relaciona con la variación de longitud  MATERIALES BIOLÓGICOS DEL SISTEMA LOCOMOTOR: Las células de los músculos son las que determina las propiedades mecánicas que van tener con la generación de sarcómeros. En los otros tejidos las funciones de las células són de controlar y regular la vida del tejido Elementos no musculares Tejido conjuntivo (conectivo) Fascia: Estructura transmisora de fuerzas. Recubre todo el sistema muscular. Epimisio: Recubre músculo. Perimisio: Recubre Fascículo. Endomisio: Recubre Fibra Elementos musculares: La resta ( no és molt important) Cuando sobrepasamos el límite elástico del tejido Si trabajamos a rangos de movimiento muy elevados donde els músculo se elonga, habrá más capacidad de generar puentes cruzados (cuando la miosina coje a la actina) y la tensión mecánica del ejercicio se va a repartir en más miosina Proteínas contráctiles: MIOSINA→Tiene una cadena pesada y una cadena ligera (cabeza), y entre ellas puede haber un movimiento de flexión. Forma los filamentos gruesos con otras miosinas. La cabeza tiene gran afinidad por la actina, y puede traccionar de ella. ACTINA→ Es una estructura globular (monómero) que se une con otras en línea (Polímero). Forma los filamentos finos (Forma de doble hélice). Cada molécula de actina tiene un lugar de enlace activo (centros activos), que tiene alta afinidad por la cabeza de miosina. *Sobre la actina están las proteínas reguladoras (troponina y tropomiosina).  TITINA→ (da forma a los sarcómeros) Proteína gigante (>1 µm de largo), atraviesa medio sarcómero (línea Z a M). Estabiliza el filamento grueso y lo centra entre los filamentos finos. Sirve como plantilla de adhesión para regenerar el sarcómero. También actúa de “muelle”, frenando el estiramiento excesivo del sarcómero y haciendo de resorte después de estirarlo. Función mecánica muy importante es como un muelle, cuando hacemos una acción de tipo excéntrica puede producir hasta un 150% de más fuerza. A PARTIR D'AQUÍ SÓN PROTEINAS MENYS IMPORTANTS: NEBULINA→ Proteína de igual longitud que los filamentos finos. Sirve como plantilla de adhesión para los filamentos finos. Regula las interacciones actina‐miosina al inhibir la actividad de la ATPasa de manera sensible al calcio‐ calmodulina. TROPOMIOSINA→ Tiene forma de filamento. Se sitúa sobre las cadenas de actina, bloqueando los centros activos e impidiendo que la miosina se una a la actina. TROPONINA→ Tiene 3 subunidades: TnC: Tiene afinidad por el calcio (Ca²⁺). TnI: Está unida a la actina. TnT: Está unida a la tropomiosina MR=Torque externo  No todas las fibras son iguales ni su nivel de elasticidad Cuando hay calcio en las fibras musculares hay un elemento de la titina que se une con la actina y que se queda unido donde este, es como un anclaje que te permite generar fuerza adicional La miofibrilla de los powerlifters tiene mas titina que la de los culturista, ya que los “powerlifters” lo que q