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BIOMECÁNICA MÉDICA
Biofísica funcional
Grupo 421
Universidad Autónoma de Baja California
Unidad Académica Valle de las Palmas
Escuela de Ciencias de la Salud
Medicina
Integrantes:
-Alcaraz Guevara Mónica C.
-Esparza Díaz José W.
-González Mejía Dania I.
-Navarro Félix Miguel E.
BIOMECÁNICA
Es una disciplina científica que tiene por objeto el estudio de la estructuras de
carácter mecánico que existen en los seres vivos, fundamentalmente del cuerpo
humano.
La biomecánica estudia las fuerzas y
aceleraciones que actúan sobre los
organismos vivos; está relacionada
íntimamente con su forma, de
manera que se puede hablar de una
morfología funcional.
La biomecánica está íntimamente ligada con la biónica y usa algunos de sus
principios, ha tenido un gran desarrollo en relación con las aplicaciones de la
ingeniería a la medicina, la bioquímica y el ambiente
Por ejemplo, lo que respecta a la realización de partes u órganos del cuerpo
humano, y también en la utilización de nuevos métodos diagnósticos.
La biomecánica se ha desarrollado
principalmente en tres áreas: Deportiva,
ocupacional y médica.
En la médica se encarga de analizar las
patologías que aquejan al cuerpo humano
para generar soluciones capaces de
evaluarlas, repararlas o paliarlas.
Las posibilidades que la biomecánica ofrece al plantear y resolver problemas
relacionados con la mejora de la salud y de la calidad de vida, la han consolidado
como un campo de conocimientos en continua expansión capaz de aportar
soluciones de carácter científico y tecnológico.
Trabajo
Trabajo
Dentro del área de la biomecánica se manejan varios conceptos, dentro de los
cuales entra el trabajo.
El trabajo se refiere a una actividad que emplea una fuerza y el movimiento en la
dirección de la fuerza.
La unidad básica de trabajo en el SI es el joule.
Trabajo de una fuerza
Una fuerza constante genera trabajo cuando, aplicada a un cuerpo, lo desplaza a lo
largo de una determinada distancia. Mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se
produce una transferencia de energía a éste, por lo que se puede decir que el
trabajo es energía en movimiento.
Energía
Energía
● En física, energía es la capacidad que tiene un
cuerpo para producir trabajo, o también, la fuerza
que produce un trabajo.
● La energía se puede presentar en la naturaleza de
diferentes formas transformables entre sí: energía
térmica, mecánica, química, eléctrica, nuclear y
electromagnética entre otras.
Energía mecánica
● En física hay un tipo de energía muy
importante, la energía mecánica, también
conocida como energía motriz o del
movimiento y es la energía que mueve
todo: los coches, el viento, las olas o los
planetas...
● Pero este tipo de energía es la suma de
otras dos: la energía potencial y la energía
cinética.
● Em = Ep + Ec
Energía potencial y cinética
Energía potencial
● Es la energía asociada con la posición del objeto.
● Existen 3 tipos de energía potencial: potencial gravitatoria, potencial elástica y
potencias eléctrica.
Energía potencial gravitatoria
● Es la que se poseen los objetos por estar situados a una cierta altura.
● Donde "m" es la masa en Kilogramos, "g" el valor de la gravedad (9,8m/s2) y
"h" la altura a la que se encuentra.
Potencial elástica
● Es la energía que se libera cuando un muelle o un resorte que estaba
comprimido, se suelta. La energía que tendrá dependerá de la deformación
sufrida por el muelle, más deformación quiere decir más energía.
● Donde "K" es una constante elástica característica de cada muelle medida en
N/m (newtons partido por metros) y "x" es la longitud que adquiere el muelle o
el desplazamiento o deformación desde la posición normal medido en metros
(estiramiento del muelle). Con estas unidades el resultado será en Julios.
Energía potencial eléctrica
● Si tenemos un objeto con un potencial eléctrico (tensión) y está dentro de un
campo eléctrico. Concretamente la definición sería: Energía potencial eléctrica
de una carga, en un punto de un campo eléctrico, es el trabajo que realiza el
campo eléctrico cuando la carga se traslada desde ese punto al infinito.
● Un objeto puede tener energía potencial eléctrico en virtud de dos elementos
clave: su propia carga eléctrica y su posición relativa a otros objetos cargados
eléctricamente.
Energía cinética
● Es la energía que poseen los cuerpos que están en movimiento. Un coche si
está parado y lo ponemos en movimiento, quiere decir que ha adquirido una
energía de algún sitio y que se ha transformado en movimiento. Esta energía
que tiene ahora es una energía potencial o de movimiento.
● Su valor viene dado por:
Ec=12·m·v2
Donde:
● Ec: Es la energía cinética del cuerpo en movimiento. Su unidad de medida en
el Sistema Internacional es el Julio (J)
● m: Masa del cuerpo en movimiento. Su unidad de medida en el Sistema
Internacional es el Kilogramo (Kg)
● v: Valor de la velocidad del cuerpo en movimiento. Su unidad de medida en el
Sistema Internacional es el metro por segundo (m/s)
Fuerza
Es toda acción que tiende a variar el estado de movimiento o de reposo de un
cuerpo.
En el cuerpo humano las fuerzas son desarrolladas por los
músculos, los cuales tiran desde los puntos de inserción para
producir movimiento.
Tipos de fuerzas
Al ser magnitudes vectoriales tendrán: módulo, dirección, sentido y punto de
aplicación.
● Fuerza de rozamiento:
Origen: contacto entre moléculas de 2 cuerpos.
Dirección: Tangencial a dos superficies que entran en contacto.
Sentido: Contrario al de avance de una de las superficies.
Ejemplo: Entre la suela de un zapato y el suelo.
Fuerza de acción/reacción
Origen: Según explica la 3 ley de Newton
Dirección: Variable según como se aplique
Sentido: Acción: Hacia donde se ejerce Reacción: Contrario de la fuerza de acción
Ejemplo: Disparo
Fuerzas ascensionales acuáticas y aéreas
Origen: Principio de Arquímides
Dirección: Vertical
Sentido: Hacia arriba
Ejemplo: Globo aerostático, nadador, buzo, embarcación.
Las fuerza de resistencia
Origen: En el avance de un cuerpo en un fluido.
Dirección: En la de avance del cuerpo
Sentido: Contrario al de avance
Ejemplos: Ciclista, nadador, esquiador.
Las fuerzas centrífuga y centrípeta
Origen: En los movimientos angulares
Dirección: Radial
Sentido:
centrífuga: hacia fuera
centrípeta: hacia el centro de giro
Ejemplos: Viraje en una curva de una bicicleta, corredor en la curva de la pista de
atletismo, viraje de un avión, lanzamiento de martillo.
Potencia
POTENCIA
En la mayoría de los procesos de
intercambio energético y realización
de trabajo un factor importante es el
tiempo empleado en el proceso.
Aquellos aparatos que consumen
energía eléctrica y la transforma, la
magnitud física que relaciona la
energía eléctrica consumida en una
unidad de tiempo se denomina
potencia.
Definición
El concepto físico de potencia se define como la cantidad de trabajo que tiene que
realizar una fuerza (que causa desplazamiento) en la unidad de tiempo.
P = W / t
P = potencia(W)
W= trabajo (j)
t= tiempo (s)
P = W / t = F * d / t = F * v
P = potencia (W)
F = Fuerza (N)
v = velocidad (m/s)
Sistema Inglés (SI)
La unidad de la potencia es el
Joule por segundo y se
denomina Watt
1 Watt = 1 j/s
Sistema Usual en Estados Unidos
(SUEU)
La unidad utiliza es la libra pie por
segundo y es de propósitos industriales
1 hp = 550 ft lb / s
1 hp= 746 W = .746 kW
1kW = 1.34 hp
Energia mecanica y trabajo
ENERGÍA MECÁNICA Y TRABAJO
La energía es una propiedad que se relaciona
con los cambios o procesos de transformación
en la naturaleza. Sin energía ningún proceso
físico, químico o biológico sería posible.
La forma de energía asociada a las
transformaciones de tipo mecánico se
denomina energía mecánica y su
transferencia de un cuerpo a otro recibe el
nombre de trabajo . La energía del viento (energía cinética)
convertida en energía mecánica.
El estudio del movimiento atendiendo a las causas que lo originan lo efectúa la
dinámica como teoría física relacionando las fuerzas con las características del
movimiento, tales como posición y velocidad.
Centrales para transformar energía.
De acuerdo con su definición, la energía mecánica puede presentarse bajo dos
formas diferentes según esté asociada a los cambios de posición o a los cambios
de velocidad.
● Energía potencial : la forma de energía asociada a los cambios de posición.
● Energía cinética: la forma de energía asociada a los cambios de velocidad.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
❖ Quiñonez, P. G. (2012). Fundamentos de biofísica. México: Editorial Trillas, S.A.
de C.V.
❖ Ortega, M. (2018). Energia Cinetica y Energia Potencial con Ejercicios
Resueltos y Ejemplos.Areaciencias.com. Recuperado el 23 de marzo de 2018.
Disponible en: http://www.areaciencias.com/fisica/energia-cinetica-y-
potencial.html
❖ Ramón, G. QUÉ ES BIOMECÁNICA: Introducción al curso de Biomecánica
Deportiva. Recuperado el 23 de marzo de 2018. Disponible en:
http://viref.udea.edu.co/contenido/menu_alterno/apuntes/ac09-intro.pdf

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Meta 2.3 Biomecánica Médica

  • 1. BIOMECÁNICA MÉDICA Biofísica funcional Grupo 421 Universidad Autónoma de Baja California Unidad Académica Valle de las Palmas Escuela de Ciencias de la Salud Medicina Integrantes: -Alcaraz Guevara Mónica C. -Esparza Díaz José W. -González Mejía Dania I. -Navarro Félix Miguel E.
  • 2. BIOMECÁNICA Es una disciplina científica que tiene por objeto el estudio de la estructuras de carácter mecánico que existen en los seres vivos, fundamentalmente del cuerpo humano.
  • 3. La biomecánica estudia las fuerzas y aceleraciones que actúan sobre los organismos vivos; está relacionada íntimamente con su forma, de manera que se puede hablar de una morfología funcional.
  • 4. La biomecánica está íntimamente ligada con la biónica y usa algunos de sus principios, ha tenido un gran desarrollo en relación con las aplicaciones de la ingeniería a la medicina, la bioquímica y el ambiente Por ejemplo, lo que respecta a la realización de partes u órganos del cuerpo humano, y también en la utilización de nuevos métodos diagnósticos.
  • 5. La biomecánica se ha desarrollado principalmente en tres áreas: Deportiva, ocupacional y médica. En la médica se encarga de analizar las patologías que aquejan al cuerpo humano para generar soluciones capaces de evaluarlas, repararlas o paliarlas.
  • 6. Las posibilidades que la biomecánica ofrece al plantear y resolver problemas relacionados con la mejora de la salud y de la calidad de vida, la han consolidado como un campo de conocimientos en continua expansión capaz de aportar soluciones de carácter científico y tecnológico.
  • 8. Trabajo Dentro del área de la biomecánica se manejan varios conceptos, dentro de los cuales entra el trabajo. El trabajo se refiere a una actividad que emplea una fuerza y el movimiento en la dirección de la fuerza. La unidad básica de trabajo en el SI es el joule.
  • 9. Trabajo de una fuerza Una fuerza constante genera trabajo cuando, aplicada a un cuerpo, lo desplaza a lo largo de una determinada distancia. Mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía a éste, por lo que se puede decir que el trabajo es energía en movimiento.
  • 11. Energía ● En física, energía es la capacidad que tiene un cuerpo para producir trabajo, o también, la fuerza que produce un trabajo. ● La energía se puede presentar en la naturaleza de diferentes formas transformables entre sí: energía térmica, mecánica, química, eléctrica, nuclear y electromagnética entre otras.
  • 12. Energía mecánica ● En física hay un tipo de energía muy importante, la energía mecánica, también conocida como energía motriz o del movimiento y es la energía que mueve todo: los coches, el viento, las olas o los planetas... ● Pero este tipo de energía es la suma de otras dos: la energía potencial y la energía cinética. ● Em = Ep + Ec
  • 13. Energía potencial y cinética
  • 14. Energía potencial ● Es la energía asociada con la posición del objeto. ● Existen 3 tipos de energía potencial: potencial gravitatoria, potencial elástica y potencias eléctrica.
  • 15. Energía potencial gravitatoria ● Es la que se poseen los objetos por estar situados a una cierta altura. ● Donde "m" es la masa en Kilogramos, "g" el valor de la gravedad (9,8m/s2) y "h" la altura a la que se encuentra.
  • 16. Potencial elástica ● Es la energía que se libera cuando un muelle o un resorte que estaba comprimido, se suelta. La energía que tendrá dependerá de la deformación sufrida por el muelle, más deformación quiere decir más energía. ● Donde "K" es una constante elástica característica de cada muelle medida en N/m (newtons partido por metros) y "x" es la longitud que adquiere el muelle o el desplazamiento o deformación desde la posición normal medido en metros (estiramiento del muelle). Con estas unidades el resultado será en Julios.
  • 17. Energía potencial eléctrica ● Si tenemos un objeto con un potencial eléctrico (tensión) y está dentro de un campo eléctrico. Concretamente la definición sería: Energía potencial eléctrica de una carga, en un punto de un campo eléctrico, es el trabajo que realiza el campo eléctrico cuando la carga se traslada desde ese punto al infinito. ● Un objeto puede tener energía potencial eléctrico en virtud de dos elementos clave: su propia carga eléctrica y su posición relativa a otros objetos cargados eléctricamente.
  • 19. ● Es la energía que poseen los cuerpos que están en movimiento. Un coche si está parado y lo ponemos en movimiento, quiere decir que ha adquirido una energía de algún sitio y que se ha transformado en movimiento. Esta energía que tiene ahora es una energía potencial o de movimiento.
  • 20. ● Su valor viene dado por: Ec=12·m·v2 Donde: ● Ec: Es la energía cinética del cuerpo en movimiento. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Julio (J) ● m: Masa del cuerpo en movimiento. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Kilogramo (Kg) ● v: Valor de la velocidad del cuerpo en movimiento. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el metro por segundo (m/s)
  • 22. Es toda acción que tiende a variar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo. En el cuerpo humano las fuerzas son desarrolladas por los músculos, los cuales tiran desde los puntos de inserción para producir movimiento.
  • 23. Tipos de fuerzas Al ser magnitudes vectoriales tendrán: módulo, dirección, sentido y punto de aplicación. ● Fuerza de rozamiento: Origen: contacto entre moléculas de 2 cuerpos. Dirección: Tangencial a dos superficies que entran en contacto. Sentido: Contrario al de avance de una de las superficies. Ejemplo: Entre la suela de un zapato y el suelo.
  • 24. Fuerza de acción/reacción Origen: Según explica la 3 ley de Newton Dirección: Variable según como se aplique Sentido: Acción: Hacia donde se ejerce Reacción: Contrario de la fuerza de acción Ejemplo: Disparo
  • 25. Fuerzas ascensionales acuáticas y aéreas Origen: Principio de Arquímides Dirección: Vertical Sentido: Hacia arriba Ejemplo: Globo aerostático, nadador, buzo, embarcación.
  • 26. Las fuerza de resistencia Origen: En el avance de un cuerpo en un fluido. Dirección: En la de avance del cuerpo Sentido: Contrario al de avance Ejemplos: Ciclista, nadador, esquiador.
  • 27. Las fuerzas centrífuga y centrípeta Origen: En los movimientos angulares Dirección: Radial Sentido: centrífuga: hacia fuera centrípeta: hacia el centro de giro Ejemplos: Viraje en una curva de una bicicleta, corredor en la curva de la pista de atletismo, viraje de un avión, lanzamiento de martillo.
  • 29. POTENCIA En la mayoría de los procesos de intercambio energético y realización de trabajo un factor importante es el tiempo empleado en el proceso. Aquellos aparatos que consumen energía eléctrica y la transforma, la magnitud física que relaciona la energía eléctrica consumida en una unidad de tiempo se denomina potencia.
  • 30. Definición El concepto físico de potencia se define como la cantidad de trabajo que tiene que realizar una fuerza (que causa desplazamiento) en la unidad de tiempo. P = W / t P = potencia(W) W= trabajo (j) t= tiempo (s) P = W / t = F * d / t = F * v P = potencia (W) F = Fuerza (N) v = velocidad (m/s)
  • 31. Sistema Inglés (SI) La unidad de la potencia es el Joule por segundo y se denomina Watt 1 Watt = 1 j/s Sistema Usual en Estados Unidos (SUEU) La unidad utiliza es la libra pie por segundo y es de propósitos industriales 1 hp = 550 ft lb / s 1 hp= 746 W = .746 kW 1kW = 1.34 hp
  • 33. ENERGÍA MECÁNICA Y TRABAJO La energía es una propiedad que se relaciona con los cambios o procesos de transformación en la naturaleza. Sin energía ningún proceso físico, químico o biológico sería posible. La forma de energía asociada a las transformaciones de tipo mecánico se denomina energía mecánica y su transferencia de un cuerpo a otro recibe el nombre de trabajo . La energía del viento (energía cinética) convertida en energía mecánica.
  • 34. El estudio del movimiento atendiendo a las causas que lo originan lo efectúa la dinámica como teoría física relacionando las fuerzas con las características del movimiento, tales como posición y velocidad. Centrales para transformar energía.
  • 35. De acuerdo con su definición, la energía mecánica puede presentarse bajo dos formas diferentes según esté asociada a los cambios de posición o a los cambios de velocidad. ● Energía potencial : la forma de energía asociada a los cambios de posición. ● Energía cinética: la forma de energía asociada a los cambios de velocidad.
  • 36. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ❖ Quiñonez, P. G. (2012). Fundamentos de biofísica. México: Editorial Trillas, S.A. de C.V. ❖ Ortega, M. (2018). Energia Cinetica y Energia Potencial con Ejercicios Resueltos y Ejemplos.Areaciencias.com. Recuperado el 23 de marzo de 2018. Disponible en: http://www.areaciencias.com/fisica/energia-cinetica-y- potencial.html ❖ Ramón, G. QUÉ ES BIOMECÁNICA: Introducción al curso de Biomecánica Deportiva. Recuperado el 23 de marzo de 2018. Disponible en: http://viref.udea.edu.co/contenido/menu_alterno/apuntes/ac09-intro.pdf