Nordin_Bases biomecánicas.5ed

7

CAPÍTULO 1

IntroduccIón a la bIomecánIca: termInología y conceptos básIcos

l' = l + Δ l

F 2

F 3

F

F

l

F 4

F 1

A

Las deformaciones de cizallamiento se relacionan con distorsiones producidas por esfuerzos de cizallamiento, y a menudo se denotan con el símbolo γ (gamma). Considere el rectángulo (ABCD) que se muestra la gura 1-6 y sobre el que actúa un par de fuerzas tangenciales que lo deforman para con vertirlo en un paralelogramo (AB’C’D). Si el desplazamiento horizontal relativo de la parte superior e inferior del rectán gulo es d y la altura del rectángulo es h, entonces la deforma ción por cizallamiento promedio es la proporción entre b y h, que equivale a la tangente del ángulo γ , el cual suele ser muy pequeño. Para ángulos pequeños, la tangente es casi igual al ángulo medido en radianes. De este modo, la deformación por cizallamiento promedio es γ = d/h. Las deformaciones se calculan al dividir dos cantidades medidas en unidades de longitud. Para la mayor parte de las aplicaciones, los cambios de forma y, en consecuencia, las de formaciones pueden ser muy pequeñas (p. ej., 0.001). Las deformaciones también pueden expresarse como porcentajes (p. ej., 0.1%). FIGURA 1-5 Definición de deformación normal. 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.

F 2

A

F = F 1 – F 2

B

F 2

F 1

A F τ = —

C

F 1

FIGURA 1-4 Definición de esfuerzo de cizallamiento. 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.

DIAGRAMAS ESFUERZO-DEFORMACIÓN h SAMPLE γ d F C C' B B' Los diferentes materiales pueden mostrar relaciones esfuer zo-deformación distintas. Considere el diagrama esfuerzo-de- DEFORMACIÓN NORMAL Y DEFORMACIÓN DE CIZALLAMIENTO La deformación es una medida del grado de cambio de forma. Al igual que en el caso del esfuerzo, pueden diferenciarse dos tipos de deformación. Una deformación normal se de ne como la proporción de cambio (incremento o decremento) de la lon gitud respecto de la original (sin deformación), y a menudo se denota con el símbolo ε (épsilon). Considere el hueso completo de la gura 1-5. La longitud total del hueso es l, pero si este se sujeta a un par de fuerzas tensiles, su longitud puede incremen tarse hasta l’ o una cantidad equivalente a Δl = l’ – l. La deforma ción normal es la proporción entre el grado de elongación y la longitud original, o ε = Δl/l. Si la longitud del hueso aumenta en la dirección en la cual se calcula la deformación, entonces esta última es tensil y positiva. Si la longitud del hueso disminuye en la dirección en la cual se calcula la deformación, entonces esta última es compresiva y negativa. FIGURA 1-6 Definición de deformación de cizallamiento. 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. F D A