Nordin_Bases biomecánicas.5ed

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CAPÍTULO 1

IntroduccIón a la bIomecánIca: termInología y conceptos básIcos

forma especial de fuerza. El peso de un objeto sobre la Tierra es la fuerza gravitacional que el planeta ejerce sobre la masa de ese objeto. La magnitud del peso de un objeto en la Tierra equivale a la masa del objeto multiplicada por la magnitud de la aceleración gravitacional, que se aproxima a 9.8 metros por segundo al cuadrado (m/s 2 ). Por ejemplo, un objeto de 10 kg pesa alrededor de 98 Newtons (N) sobre la Tierra. El peso siempre tiene una dirección vertical hacia abajo.

Considere una persona que está sobre un aparato de ejercicio y sostiene un mango unido a un cable ( g. 1-1). El cable está enrollado en torno a una polea y unido a una placa para peso. El peso en la placa para peso estira el cable, de tal modo que la magnitud F de la fuerza tensil en el cable equivale al peso de la placa para peso. Esta fuerza se trasmite a la mano de la per sona por medio del mango. En ese instante, si el cable unido al mango forma un ángulo θ con la horizontal, entonces la fuerza F ejercida por el cable sobre la mano de la persona también forma un ángulo θ con la horizontal. Sea O un punto sobre el eje de rotación de la articulación del codo. Para determinar la magnitud del momento producido por la fuerza F en torno a O, se extiende la línea de acción de la fuerza F y se traza una línea a partir de O que corta la línea de acción de F en un ángulo recto. Si el punto de intersección de las dos líneas es Q, entonces la distancia d entre O y Q es el brazo de palanca, y la magnitud del momento Mde la fuerza F en torno a la articulación del codo es M = dF. La dirección del vector del momento es perpendicular al plano de nido por la línea de acción de F y la línea OQ, o para este caso bidimensional ocurre en sentido contrario a las manecillas del reloj.

VECTORES DE TORQUE Y MOMENTO

El efecto de una fuerza sobre un objeto depende del modo en que esta se aplica y de la manera en que el objeto está apoyado. Por ejemplo, cuando se le jala, una puerta abierta girará en torno al borde sobre el cual está jada a la pared. Lo que causa el giro de la puerta es el torque que genera la fuerza aplicada en torno a un eje que pasa por las bisagras de la puerta. Si una persona se para sobre el extremo libre de un trampolín, este se exionará. Lo que lo exiona es el momento del peso del cuerpo en torno al extremo jo de la tabla. En general, el torque se asocia con la acción rotatoria y de giro de las fuerzas aplicadas, en tanto el momento se relaciona con la acción de exión. Sin embargo, la de nición matemática de momento y torque es la misma. El torque y el momento son cantidades vectoriales. La mag nitud del torque o momento de una fuerza en torno a un punto equivale a la magnitud de la fuerza multiplicada por el valor de la distancia más corta entre el punto y la línea de acción de la fuerza, que se conoce como brazo de palanca o de momento.

LEYES DE NEWTON

Existe un número más bien escaso de leyes básicas que gobier nan la relación entre las fuerzas y los movimientos corres pondientes. Entre ellas, las leyes de la mecánica introducidas por Sir Isaac Newton (1642-1727) son las más importantes. La

M SAMPLE F

O

d

W

Q

FIGURA 1-1 Definición de torque. Reimpresa con autorización de Özkaya, N. (1998). Bio mechanics. En W. N. Rom (Ed.). Environmental and Occupational Medicine (3rd ed., pp. 1437-1454). Philadelphia, PA: Lippincott-Raven.