Biomecanica Y Kinesiologia Dr Cruz
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Biomecanica Y Kinesiologia Dr Cruz Biomecanica Y Kinesiologia Dr Cruz Presentation Transcript

  • I.S.S.S.T.E. I.P.N. HOSPITAL GENERAL TACUBA CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE CIENCIAS DE LA SALUD MILPA ALTA CARRERA: MEDICO CIRUJANO SEMESTRE: OCTAVO MODULO: TRAUMATOLOGIA Y ORTOPEDIA DR. JESUS CRUZ SANTOS COORD. DE ENSEÑANZA E INVESTIG. MARZO, 2005
  • GENERALIDADES DE FISIOLOGIA Y KINESIOLOGIA FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA) HOSPITAL GENERAL TACUBA I.S.S.S.T.E. DR. JESUS CRUZ SANTOS COORD. DE ENSEÑANZA E INVESTIG. MARZO, 2005
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • CONCEPTOS DE MOVIMIENTO Y MECÁNICA
    • CLÁSICA
    • Kinesiología.- es la rama especializada en el estudio del movimiento desde el punto de vista estructural.
    • El cuerpo es visto como un sistema complejo formado por diversos aparatos (esqueleto, músculos, tendones, etc.); así se considera en anatomía y fisiología.
    • Psicomotricidad .- se fundamenta en el estudio del movimiento a partir de los sistemas de dirección y control del movimiento, basada en los sistemas de control y regulación, que se utiliza en neurofisiología y psicología.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • CONCEPTOS DE MOVIMIENTO Y MECÁNICA
    • CLÁSICA
    • Mecánica . Basada en las fuerzas internas producidas por el sistema y en sus reacciones sobre las fuerzas externas, ámbito utilizado en ingeniería y física.
    • Cibernética. Aplicada a sistemas de simulación en computadoras o robots.
    • Sistema complejo. Fundamentado en las teorías del caos que pretenden explicar el movimiento a partir de las aplicaciones de dinámica de sistemas.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • DEFINICIÓN DE MECÁNICA Y BIOMECÁNICA
    • La mecánica hace referencia tanto a los estados del cuerpo
    • (estático y dinámico) como al entorno físico.
    • A partir de Isaac Newton , la mecánica se define como la "ciencia
    • que describe y predice las condiciones de reposo o movimiento de
    • los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas".
    • Cuando un objeto se somete a una fuerza, se produce una primera
    • división en función de las características del objeto.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • DEFINICIÓN DE MECÁNICA Y BIOMECÁNICA
    • Así, puede hablarse de mecánica de:
    • - Sólidos rígidos.
    • - Sólidos deformables.
    • - Fluidos compresibles o incompresibles.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • DEFINICIÓN DE MECÁNICA Y BIOMECÁNICA
    • El concepto de sólido rígido considera que el cuerpo sometido a
    • estudio no sufre deformaciones bajo el efecto de las fuerzas.
    • La mecánica de sólidos rígidos puede dividirse en:
    • Estática , que estudia los cuerpos en reposo.
    • D inámica , que se centra en los cuerpos en movimiento.
    • Ésta se define como el comportamiento de los objetos definible y
    • observable mediante mediciones espaciales y temporales.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • DEFINICIÓN DE MECÁNICA Y BIOMECÁNICA
    • La BIOMECÁNICA .- es la ciencia de las leyes del movimiento
    • aplicadas a los seres vivos.
    • El movimiento de los sistemas vivos se manifiesta en:
    • - Desplazamientos del sistema con respecto al
    • entorno.
    • - Desplazamientos de algunas partes del sistema con respecto a otras.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • DEFINICIÓN DE MECÁNICA Y BIOMECÁNICA
    • En los seres vivos, la actividad motriz se desarrolla en forma de
    • acciones organizadas mediante uno o varios movimientos relacionados entre sí.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • DEFINICIÓN DE MECÁNICA Y BIOMECÁNICA
    • La CINEMÁTICA.- describe el movimiento, independientemente de
    • las causas que lo provocan.
    • Para ello se estudian los siguientes elementos:
    • Posición.
    • Desplazamiento.
    • Velocidad.
    • Aceleración.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • DEFINICIÓN DE MECÁNICA Y BIOMECÁNICA
    • La DINÁMICA .- es la relaciona del movimiento con las causas que lo provocan.
    • La CINÉTICA .- es el estudio de las fuerzas que producen el movimiento.
    • La ESTÁTICA .- es el análisis de las fuerzas que determinan que un cuerpo se mantenga en equilibrio .
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Isaac Newton.- formuló los principios fundamentales de la mecánica.
    • D‘ Alembert, Lagrange y Hamilton.- posteriormente los adaptaron y modificaron.
    • Albert Einstein las modifico cuando realizo la formulación de su teoría de la relatividad en 1907.
    • Los principios newtonianos siguen siendo la base de algunas disciplinas, como la ingeniería o la biomecánica.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Los conceptos básicos utilizados en mecánica son:
    • Espacio.
    • Tiempo.
    • Masa.
    • F uerza .
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Espacio
    • Este concepto se asocia a la noción de posición de un punto.
    • Estas longitudes se denominan coordenadas del punto P .
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Espacio
    • Pero cuando se habla de espacio en biomecánica, además de la idea de posición se hace referencia a otro concepto, el de espacio recorrido, que se asocia a la idea de distancia .
    • El primer concepto está bien definido en la aplicación a la táctica deportiva; el campo de juego es un espacio bidimensional o tridimensional, definido por unas coordenadas: la situación, en un instante dado, de cada jugador o del balón está determinada por su posición.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Espacio
    • Otros conceptos importantes relacionados con el espacio son:
    • - Distancia . Adquiere especial relevancia en los concursos de atletismo, saltos o lanzamientos, en los que el espacio que interesa es el recorrido por el objeto lanzado o por el cuerpo del deportista. -
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Espacio
    • - Trayectoria . Variación de la posición de un móvil en el espacio, como línea que une las distintas posiciones que ha ocupado un punto.
    • La trayectoria puede ser rectilínea , cuando sigue una línea recta, como en el caso de un nadador de velocidad.
    • Curvilínea , como en el caso de la carrera de un saltador de altura.
    • Circular , como en el movimiento de la rueda de una bicicleta o los volteos en lanzamiento de martillo.
    • P arabólico , como la trayectoria del peso (o bala) en lanzamiento .
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Espacio
    • El objeto de estudio de la biomecánica es el ser vivo, y éste es un cuerpo complejo en el que coexisten distintos tipos de movimiento:
    • - Traslación .- es cuando todas las partes se mueven paralelamente, en una dirección, un sentido y una velocidad idénticos: es el caso de un coche de Fórmula 1 en la recta.
    • - Rotación .- cuando existe giro alrededor de un eje.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Espacio
    • - En la mayoría de los casos se trata de movimientos mixtos, en los que existen traslación y rotación al mismo tiempo, como en la situación del lanzador de disco que gira y, simultáneamente, avanza.
    • Pero hablar de movimiento implica referirse a posición y a tiempo.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Tiempo
    • En mecánica, el concepto tiempo siempre se asocia a cambio y movimiento.
    • En deporte, tiempo es sinónimo de duración de una acción.
    • Se habla de tiempo parcial como duración de una fase dentro de la acción deportiva; por ejemplo, el tiempo en recorrer los últimos 100 m en una carrera de 1 500 m lisos .
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Tiempo
    • El tiempo acumulado es el que va desde el principio de la acción hasta el final de la fase medida; por ejemplo, los primeros 60 m en una carrera de 100 m lisos.
    • Se entiende como tiempo de reacción el tiempo transcurrido entre la presentación de un impulso (el disparo de salida) y la respuesta del deportista (impulso inicial).
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Masa
    • La masa es la cantidad de materia que contiene un cuerpo.
    • Al hablar de masa puntual , la extensión del cuerpo se reduce a un punto, y a dicho punto se lo dota de masa.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Masa
    • El concepto de masa se utiliza para comparar y caracterizar ciertos experimentos mecánicos fundamentales;
    • Los cuerpos que tienen la misma masa serán atraídos por la Tierra
    • de la igual forma, y también presentarán idéntica resistencia a un cambio en su movimiento de traslación.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Fuerza: el centro de gravedad
    • Un punto específico del cuerpo es el centro de gravedad (CDG), que
    • se define como el punto en el que la resultante de todas las fuerzas
    • aplicadas al cuerpo tiene su origen en éste y se mueve según las
    • leyes de la mecánica como si toda la masa del cuerpo estuviera
    • unida a él.
    • En el cuerpo humano se utiliza habitualmente el centro de masa de
    • cada segmento corporal para hallar fuerzas resultantes en
    • movimientos deportivos.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Fuerza: el centro de gravedad
    • Las posiciones de todos y de cada uno de los segmentos
    • corporales define la posición final del CDG, por lo que éste varía de
    • posición en función de los segmentos corporales y puede llegar a
    • estar situado fuera del cuerpo.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Fuerza: el centro de gravedad
    • El conocimiento de la posición del CDG de los seres humanos
    • resulta útil en muchas aplicaciones.
    • El CDG de un objeto cualquiera en caída libre sigue la misma
    • trayectoria que una partícula simple, a pesar de que dicho objeto
    • pueda estar girando o cambiando de forma.
    • Esta característica resulta especialmente útil en acciones de salto,
    • como en la gimnasia o el atletismo.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE MECÁNICA
    • Fuerza: el centro de gravedad
    • El saltador de altura intenta optimizar el salto modificando la
    • posición de su CDG.
    • El saltador en la fase de franqueo del listón intenta tener el CDG lo
    • más bajo posible con respecto al listón por medio de un arqueo
    • acentuado de la columna.
    • Para poder calcular el CDG de todo el cuerpo se requiere la medida
    • detallada de las masas y de los CDG de las distintas partes del
    • cuerpo.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VELOCIDAD
    • “ La velocidad es la relación entre el espacio recorrido y el tiempo en recorrerlo, o la variación del espacio con respecto al tiempo” .
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VELOCIDAD
    • En el ámbito de la actividad física pueden definirse distintas variantes de
    • la velocidad:
    • Se habla de velocidad media cuando se relaciona una distancia
    • conocida con el tiempo en recorrerla.
    • En el caso del corredor de 100 m lisos que ha realizado un tiempo
    • de 10 seg., la velocidad media ha sido de 10 m/seg.
    • En este caso, la velocidad del atleta ha ido variando a lo largo de
    • toda la carrera, pero su promedio de velocidad es 10 m/seg.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VELOCIDAD
    • En el ámbito de la actividad física pueden definirse distintas
    • variantes de la velocidad:
    • Cuando se hace un registro continuo de la velocidad a lo largo de
    • todo el recorrido, puede calcularse la velocidad instantánea, que es la medida registrada en un tiempo extremadamente breve,
    • próximo al cero.
    • En este caso puede hablarse también de velocidad máxima ; si se ha controlado la evolución de la velocidad a lo largo de todo el recorrido, existe un espacio que ha sido recorrido en el menor tiempo.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VELOCIDAD
    • Al hacer un registro continuo de la velocidad, la velocidad inicial es la que tiene el individuo en el momento de iniciar la medición.
    • En el caso del sprinter , la velocidad inicial es de 0 m/seg. Un
    • saltador de longitud, en el momento de la batida, tiene una
    • velocidad inicial de 11 m/seg .
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VELOCIDAD
    • Variabilidad de la velocidad
    • El movimiento se clasifica en función de la variabilidad de la
    • velocidad:
    • - Se denomina movimiento uniforme a aquel que no presenta
    • ninguna variación en la velocidad.
    • - Se designa movimiento variado aquel en el que varía la velocidad.
    • Un caso especial es el movimiento uniformemente variado , en cuyo
    • caso la variación de velocidad es constante y puede aumentar
    • ( movimiento uniformemente acelerado ) o disminuir ( movimiento
    • uniformemente retardado ) .
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VELOCIDAD
    • Variabilidad de la velocidad
    • Cuando la velocidad varía a lo largo del tiempo se habla de
    • aceleración , o variación de la velocidad con respecto al tiempo.
    • Cuando un sprinter parte de los tacos de salida a 0 m/seg. y alcanza
    • una velocidad de 10 m/seg. al cabo de 5 seg., el incremento de
    • velocidad ha sido de 2 m/seg. cada segundo o, lo que es lo mismo,
    • la aceleración ha sido de 2 metros por segundo al cuadrado (m
    • seg.- 2).
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VELOCIDAD
    • Variabilidad de la velocidad
    • Cuando varía la dirección del vector velocidad, también se produce una
    • aceleración.
    • El lanzador de martillo, al voltear el objeto, está modificando
    • constantemente su dirección, que tiende a desplazarse en línea recta,
    • tangencialmente.
    • La aceleración que debe imprimir el martillista se denomina
    • centrípeta y se dirige hacia el centro de giro; ésta sirve para compensar
    • otra de sentido contrario, hacia el exterior, denominada centrífuga .
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VELOCIDAD
    • Aceleración de la gravedad.
    • Galileo.- observó y experimentó con la caída de los objetos; los
    • cuerpos que caen están sometidos a una aceleración que se
    • atribuye a la atracción gravitatoria de la Tierra.
    • En condiciones ideales, en las que la resistencia del aire es
    • despreciable, o en el vacío, se comprueba que la aceleración de
    • la gravedad es igual para todos los objetos que caen,
    • independientemente de su tamaño y composición, y que dicha
    • aceleración es constante y no cambia durante la caída del objeto.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VELOCIDAD
    • Aceleración de la gravedad.
    • La aceleración de la gravedad cerca de la superficie terrestre
    • es de 9,8 m seg.-2 y se expresa con el símbolo g .
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VELOCIDAD
    • Aceleración de la gravedad.
    • Al aplicar una velocidad a un cuerpo que deja de tener contacto con el
    • suelo, como un salto o un lanzamiento, se produce una trayectoria
    • parabólica por acción de la gravedad sobre la masa del cuerpo.
    • Una masa lanzada con una velocidad Vs y con un ángulo a , describe una
    • trayectoria equivalente a la suma de dos tipos de movimiento; uno
    • uniforme , con una velocidad VX constante igual a Vs cos(a) , y uno
    • uniformemente retardado Vy igual a Vs sen(a).
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VECTORES Y MAGNITUDES
    • La ley del paralelogramo para adición de vectores establece que
    • dos vectores que actúan sobre un cuerpo pueden ser sustituidos
    • por un solo vector, denominado resultante , que se obtiene al trazar
    • la diagonal del paralelogramo cuyos dos lados son iguales a los
    • vectores.
    • El principio de transmisibilidad establece que las condiciones de
    • equilibrio o de movimiento de un cuerpo no se alteran si se sustituye una fuerza que actúe en un punto por otra de módulo, dirección y sentido idénticos, aplicada en otro punto de la misma línea de acción.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VECTORES Y MAGNITUDES
    • Los patrones de medida pueden ser fundamentales o primarios,
    • como el tiempo, el espacio y la masa, que no dependen de otro
    • patrón, o bien derivados o secundarios, que provienen de la
    • combinación de otros patrones, como en el caso de la velocidad, la
    • aceleración o la fuerza.
    • Los patrones se han decidido por convenio y se han estandarizado.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VECTORES Y MAGNITUDES
    • Las magnitudes que se definen sólo por un número se denominan
    • escalares ; son ejemplos la masa, el tiempo o el número de zancadas en
    • una carrera.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VECTORES Y MAGNITUDES
    • Pero existen otras magnitudes, denominadas vectoriales , cuya definición
    • requiere más información:
    • - Módulo . Cantidad que indica el número de veces que contiene la
    • unidad patrón.
    • - Origen . Punto de aplicación de la magnitud.
    • - Dirección. Indica la línea de desplazamiento
    • - Sentido . Indica hacia dónde va.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • VECTORES Y MAGNITUDES
    • La velocidad, la aceleración, el recorrido o la fuerza son magnitudes
    • vectoriales y, por lo tanto, deben estar definidas por los
    • parámetros descritos anteriormente.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
    • Dos cuerpos de masas M y m sufren una atracción entre ellas con fuerzas iguales y opuestas de módulo F dada por la fórmula:
    • F = G M m/d2
    • donde F es la fuerza de atracción, G es una constante universal de valor
    • 6,67 10-11 N m/kg2, y d la distancia que los separa.
    • Un caso especial es la atracción que la Tierra ejerce sobre los cuerpos
    • situados sobre su superficie.
  • FUNDAMENTOS DE BIOMECÁNICA (KINESIOLOGIA)
    • LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
    • Dada su enorme masa, la ecuación anterior puede simplificarse, de
    • manera que la fuerza ejercida se define como el peso W del cuerpo de
    • masa m y la fórmula resultante es:
    • W = m g
    • donde g es un valor que corresponde a la aceleración de la gravedad y
    • que equivale aproximadamente 9,8 m seg.-2.