Este documento trata sobre biomecánica médica. Explica conceptos clave como trabajo, energía potencial, energía cinética, fuerza y potencia. Además, describe las principales aplicaciones de la biomecánica en áreas médicas, deportivas, ocupacionales, industriales y ambientales. Finalmente, relaciona estos conceptos con la biomecánica de los músculos y el cuerpo humano.

1. Biomecánica Médica
Trabajo/Energía potencial y cinética/Fuerza/Potencia/Energía mecánica y trabajo
Integrantes:
Anaya Francisco
Bosdet Stephania
Espinosa Iván
Galván Gitzel
Molina Raúl
Taller de biofísica

2. Biomecánica
¿Qué es biomecánica?
• Conjunto de conocimientos derivados de la
física
• Tienen como objetivo estudiar los efectos de
las fuerzas mecánicas sobre los sistemas
orgánicos de los seres vivos y sus estructuras.
Principales aplicaciones:
• Áreas médica.
• Deportiva.
• Ocupacional.
• Industrial.
• Ambiental.

3. Principales aplicaciones
• Áreas médica.
• Deportiva.
• Ocupacional.
• Industrial.
• Ambiental.

4. Trabajo
• Al tratarse del trabajo de un músculo
que genera un movimiento articular, se
define como el producto del Momento de
fuerza y el desplazamiento angular del
segmento en la dirección del movimiento
generado.

5. Tipos de trabajo
• El trabajo se divide en varios tipos:
1. Trabajo estático (isométrico).
2. Trabajo dinámico.
• 2.1. Trabajo dinámico concéntrico.
• 2.2. Trabajo dinámico
excéntrico.

6. Trabajo estático (isométrico).
• La longitud total del músculo no varía.
• Existen variaciones de longitud “internas”
en la máquina muscular (sarcómeras).
• El gasto fisiológico es muy disminuido.
• Existe una gran fatiga provocada por la
isquemia que se genera durante la
contracción.

7. Trabajo dinámico.
• Realizado en una contracción isotónica.
Podemos diferenciar dos tipos diferentes de trabajo en función del acortamiento
(trabajo concéntrico) o elongación (trabajo excéntrico) que realice el músculo.

8. Trabajo dinámico concéntrico
• La fuerza muscular produce
rotación del segmento
articular en el mismo sentido
del cambio del ángulo
articular.
• La acción es denominada
trabajo positivo ya que el
movimiento de la articulación
se lleva a cabo contra la
gravedad, o bien se origina un
movimiento de aceleración
del segmento articular.

9. Trabajo dinámico excéntrico
• La fuerza muscular produce
rotación en sentido contrario al
del cambio del ángulo articular.
• La acción es denominada trabajo
negativo porque el movimiento de
la articulación es a favor de la
gravedad.

10. Energía
• Capacidad que tiene la materia de producir
trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etc.
ENERGÍA
Capacidad de
Realizar una acción
o trabajo
Capacidad de
Producir un cambio
o una
transformación

11. Energía potencial
• Es la energía que es capaz de generar un trabajo como
consecuencia de la posición de un cuerpo.
La energía potencial es igual a la masa del cuerpo
multiplicada por la gravedad y por la altura a la
que se encuentra desde un centro de referencia.

12. Energía
potencial
Potencial
gravitatoria
Potencial
elástica
Potencial
eléctrica
Tipos de energía potencial

13. Energía potencial gravitatoria
• Capacidad para realizar trabajo como consecuencia de su posición en un
campo gravitacional
• Esta energía realmente es debido a que todos los cuerpos de la tierra
estamos sometidos a la fuerza gravitatoria.
.
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
Calculo:

14. Energía 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.
• Esta energía se puede utilizar para
desarrollar trabajo, por ejemplo para
impulsar una pelota.
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.
Cálculo:

15. Energía potencial eléctrica
• 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
Su posición relativa a
otros objetos cargados
eléctricamente

16. Energía cinética
• Es la energía que poseen los cuerpos que están
en movimiento.
Es igual a un medio del
producto entre la masa y el
cuadrado de la velocidad.
Donde "m" es la masa del
cuerpo, objeto o sustancia
expresada en Kilogramos y
"v" su velocidad en
metros/segundo. Si
ponemos la masa y la
velocidad en estas
unidades el resultado nos
dará la energía en Julios.

17. 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.

18. Dado que para definir una fuerza
además de su valor absoluto
necesitamos conocer su dirección y
sentido, las fuerzas son cantidades
vectoriales.
La unidad utilizada por el Sistema
Internacional es el Newton que
representa la fuerza que hay que
imprimirle a una masa de 1Kg para
acelerarla 1m/s2.

19. Fuerzas internas
En Biomecánica se suelen considerar a las
partes constituyentes del cuerpo humano como
un sistema, y cualquier fuerza que una parte de
este ejerza sobre otra, es considerada
una fuerza interna. Por ejemplo, cuando un
músculo se contrae y genera un esfuerzo sobre
su punto de inserción, esta fuerza es
considerada interna.

20. Fuerzas Externas
• Por el contrario, la fuerza
gravitatoria, la resistencia
aerodinámica, las fuerzas que
se ejercen contra el suelo, o
contra otro cuerpo, son
consideradas fuerzas externas.

21. Potencia
• Capacidad para realizar una
función o una acción, o para
producir un efecto determinado.
• Es la cantidad de trabajo que tiene
que realizar una fuerza que causa
desplazamiento en unidad de
tiempo

23. Tipos de potencia
• Potencia mecánica:, es aquel trabajo que realiza
un individuo o una máquina en un cierto periodo de
tiempo. Es decir que se trata de la potencia
transmitida a través de la acción de fuerzas físicas
de contacto o elementos mecánicos relacionados
como palancas y engranajes.

24. • Potencia eléctrica:, que es el resultado de la
multiplicación de la diferencia de potencial entre
los extremos de una carga y la corriente que circula
allí.
• Potencia acústica: la cantidad de energía por
unidad de tiempo emitida por una fuente
determinada en forma de ondas sonoras

25. • Potencia del sonido:, que se calcula en
función de la intensidad y la superficie,
y a la potencia de un punto (si P es un
punto fijo y C una circunferencia, la
potencia de P respecto C es el producto
de sus distancias a cualquier par de
puntos de la circunferencia alineados
con P; el valor de la potencia es
constante para cada punto P).
• Potencia (en óptica): inverso de la
distancia focal de una lente o espejo.

26. Energía mecánica y trabajo
La energía es una propiedad que se
relaciona con los cambios o procesos de
transformación en la naturaleza, como la
energía necesaria para mover los músculos.

27. Energía mecánica y trabajo
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 .

28. Energía mecánica
La energía mecánica es igual a la suma de la energía cinética mas la
energía potencial. Esta energía es constante durante el movimiento.

29. Energía mecánica en músculos
El músculo se caracteriza por transformar la energía química del
ATP en energía mecánica para realizar los movimientos.

30. Referencias
• Angulo Carrere, T. (2010). Biomecánica clínica Fuerza, trabajo y potencia muscular. In: Reduca, 3rd ed.
Madrid, pp.74-86.
• Minuchin, P., Amil, R. (s.f.). Fundamentos de Biomecánica– Parte 4. Recuperado de
http://www.patriciaminuchin.com.ar/publicado/09dFundamentos_de_biomec%C3%A1nica.htm
• Ucha F. (2010) Energía potencial, recuperado de: https://www.definicionabc.com/tecnologia/energia-
potencial.php
• Arroyo P. (2011) Energía cinética y potencial, disponible en: https://quimicayalgomas.com/fisica/energia-
cinetica-y-potencial/
• Olmo M. (s.f.) Energía potencial, disponible en: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/pegrav.html
• Gustavo Ramón. (s.f.). Biomecánica deportiva, disponible en:
http://viref.udea.edu.co/contenido/menu_alterno/apuntes/ac11-cinetica-dinamica.pdf
• Alex Merí. (2005). Fundamentos de fisiología de la actividad física y el deporte: Panamericana.