Nordin_Bases biomecánicas.5ed

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CAPÍTULO 1

IntroduccIón a la bIomecánIca: termInología y conceptos básIcos

primera ley de Newton indica que un objeto en reposo per manecerá en reposo o que un objeto en movimiento se des plazará en línea recta con una velocidad constante si la fuerza neta que actúa sobre él es de cero. La segunda ley de Newton indica que un objeto sobre el cual actúa una fuerza neta dis tinta a cero se acelerará en la dirección de la fuerza neta y que la magnitud de la aceleración será proporcional a la magnitud de la fuerza neta. La segunda ley de Newton puede formularse como F = ma. En este caso, F es la fuerza aplicada, m es la masa del objeto y a es la aceleración lineal (traslacional) del objeto sobre el cual se aplica la fuerza. Si sobre el objeto actúa más de una fuerza, entonces F representa la fuerza neta o resultante (la suma vectorial de todas las fuerzas). Otro modo de expre sar la segunda ley del movimiento de Newton es M = I α , donde M es el momento neto o resultante de todas las fuerzas que actúan sobre el objeto, I es el momento de inercia de la masa del objeto y α es la aceleración angular (rotatoria) del objeto. La masa m y el momento de inercia de la masa I en estas ecuacio nes de movimiento son medidas de resistencia a los cambios del movimiento. A mayor inercia de un objeto, más difícil será ponerlo en movimiento o detenerlo si ya se está moviendo. La tercera ley de Newton indica que a toda acción corres ponde una reacción, y que las fuerzas de acción y reacción entre objetos que interactúan son equivalentes en magnitud, opuestas en dirección y tienen la misma línea de acción. Esta ley tiene aplicaciones importantes en la integración de los dia gramas de cuerpo libre.

de un sistema y para asegurar el uso correcto de las ecuacio nes de la mecánica para analizar el sistema. Con este propósito, las partes que constituyen un sistema se aíslan de su entorno, y los efectos del entorno son sustituidos por fuerzas y momentos apropiados. El sistema musculoesquelético humano está integrado por muchas partes conectadas entre sí por medio de una estruc tura compleja de tendón, ligamento, músculo y articulación. En algunos análisis el objetivo puede ser investigar las fuerzas implicadas en y en torno a varias articulaciones del cuerpo humano en diferentes condiciones de postura y carga. Estos análisis pueden realizarse al dividir al organismo en dos partes por el nivel de la articulación de interés e integrar un diagrama de cuerpo libre de una de las partes. Por ejemplo, considere el brazo que se ilustra en la gura 1-2. Asuma que van a analizarse las fuerzas implicadas en la articulación del codo. Como se ilustra en la gura 1-2, el cuerpo completo se separa en dos a la altura de la articulación del codo y se dibuja el diagrama de cuerpo libre del antebrazo ( g. 1-2B). En este caso, F es la fuerza que aplica sobre la mano el mango del cable unido al peso en la placa de peso. W es el peso total de la región distal del brazo, que actúa en el centro de gravedad del mismo. F M1 es la fuerza que ejerce el bíceps sobre el radio. F M3 es la fuerza que ejercen los músculos braquiorradiales sobre el radio. F M2 es la fuerza que ejercen los músculos braquiales sobre el cúbito. F J es la fuerza de reacción resultante en las articulaciones hu merocubital y humerorradial del codo. Nótese que las fuer zas de reacción del músculo y la articulación representan

DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE

Los diagramas de cuerpo libre se integran para ayudar a iden ti car las fuerzas y los momentos que actúan sobre cada parte

F M 3 SAMPLE F M 2 F M 2 F M 3 F M 1 F J

F

F M 1

A

B

F J

W

FIGURA 1-2 A. Fuerzas implicadas en y en torno a la articulación del codo. B. Diagrama de cuerpo libre de la región distal del brazo. Reimpresa con autorización de Özkaya, N. (1998). Biomechanics. En W. N. Rom (Ed.). Environmental and Occupational Medicine (3rd ed., pp. 1437-1454). Philadelphia, PA: Lippincott-Raven.