Cinética lineal y angular

Realizado por:
Víctor Arias
Samuel Everduim
Carlos Hernández
Carolina Petit
Jackeline Simmonds
Profesor: Dr. Rolando Valbuena

 Cinética Lineal
Fuerzas que causan el
movimiento lineal
(traslación)
 Cinética Angular
Fuerzas que causan el
movimiento angular
(rotación)

Fuerza
 Magnitud vectorial para determinarla
debemos conocer su punto de partida, dirección y
magnitud.

La fuerza es una acción capaz de:
- Deformar los cuerpos (efecto estático)
- Modificar su velocidad
- Colocarlos en movimiento si se encuentran
inmóviles (efecto dinámico)
- Vencer su inercia

Fuerzas internas y externas
 INTERNAS: originadas en la contracción
muscular - análisis del movimiento
 EXTERNAS: originadas de la fuerza de
gravedad, la fricción y la resistencia
PARALELAS : Tienen distinto punto de aplicación y
son paralelas (ej. el remo)
CONCURRENTES: Tienen el mismo punto de
aplicación (ej. Tiro con arco)

Fuerza Resultante
 Cuando en un objeto o cuerpo actúan
varias fuerzas, y luego se suman
vectorialmente, se obtiene una fuerza
resultante o total.

Herramienta de medición de fuerzas
Dinamómetro: basa su funcionamiento en un
resorte que sigue la Ley de Hooke, formulada para
casos de estiramiento longitudinal
Isaac Newton

Peso y Masa
 PESO de un individuo decimos que su propia
MASA es la misma no importa si esta en la
tierra, en la luna o flotando en el espacio porque
la cantidad de materia de la que esta hecho no
cambia, es decir, es constante; pero su peso
depende de cuanta fuerza gravitatoria este
actuando sobre el individuo en ese momento
 GRAVEDAD 9.8 ms2
m = p / g p = m x g

PESO Y MASA
PESO MASA
Fuerza con que la Tierra atrae a un cuerpo Cantidad de materia de un cuerpo
Magnitud vectorial Magnitud escalar
Se mide con el dinamómetro Se mide con la balanza
Su unidad de medida en el SI es el newton
(N)
Su unidad en el SI es el kilogramo masa
(kg)
Causa aceleraciones Sufre aceleraciones
Su valor es variable y depende de la
latitud y la altitud
Su valor es constante y no depende de la
latitud ni de la altitud.

Inercia y Momento de Inercia
 Cuando un cuerpo opone resistencia al cambio de
posición, a no modificar su tamaño y dirección o
una variación del movimiento rectilíneo (con
velocidad constante), estamos en presencia de la
INERCIA, una característica de los cuerpos que se
mide por medio de la masa, y esta a su vez indica
la inercia de estos

 MOMENTO DE INERCIA magnitud escalar que
determina la facilidad con la que puede rotar un
cuerpo sobre un eje, dependiendo
exclusivamente de su masa y de su distancia al
mismo:
I = m r^2

Un cuerpo girando sobre un eje aumentara su
velocidad cuanto menor sea su momento de
Inercia:
la velocidad es proporcional al radio de la
circunferencia que describe el cuerpo, siendo el
momento de inercia mínimo cuando el eje de
rotación pasa por el centro de masa.
Ej: la bailarina girando en fouette
Dependiendo de la inercia de un cuerpo
tendremos mayor o menor dificultad para
modificar el estado de este

HISTORIA DEL ESTUDIO DEL MOVIMIENTO
 Aristóteles. (siglo IV a. c)
1. Movimiento natural
2. Movimiento impuesto
”El estado normal de un cuerpo es el reposo, y cualquier
movimiento que éste realice debe tener una causa, la
fuerza”
Galileo Galilei (1564-1642)
“ En una superficie completamente pulida y sin
resistencia del aire, un cuerpo puede continuar
moviéndose sin que exista ninguna fuerza aplicada
sobre el mismo"

Experimento de los planos inclinados

Primera ley de Newton o ley de la inercia
 “Todo cuerpo que está en reposo permanece en reposo y todo
cuerpo que está en movimiento permanece en movimiento
rectilíneo uniforme (con velocidad constante) a menos que sobre
él actúe una fuerza no equilibrada que lo obligue a cambiar ese
estado”

Sistema de referencia Inercial y no inercial

Segunda ley de Newton o ley de la fuerza
 “La aceleración de un cuerpo producida por la acción
de una fuerza, tiene su misma dirección y sentido,
siendo directamente proporcional a la intensidad de
la fuerza que actúa sobre el cuerpo e inversamente
proporcional a la masa
 → →
a=F/m F= m x a
 F= m x a = masa x distancia/tiempo 2 = kg x m/s 2
= Newton (sistema MKS)
 F= m x a = masa x distancia/tiempo 2 = g x cm/s 2
= Dina (sistema CGS)

Fuerza de roce o fricción
 Es toda fuerza externa opuesta al movimiento, la
cual se manifiesta en la superficie de contacto de dos
cuerpos siempre que uno de ellos se mueva o tienda
a moverse sobre otro.

Tercera Ley de Newton o ley de acción y
reacción
 “Si dos cuerpos interactúan, la fuerza que el cuerpo 1
ejerce sobre el cuerpo 2 es igual y opuesta a la fuerza
que el cuerpo 2 ejerce sobre el cuerpo 1”.

Clavadista / acción y reacción

Cantidad de Movimiento Lineal
 Se define cantidad de
movimiento (P) al
producto de la masa
por la velocidad
 P = m * v
 Su unidad de Kg.
*m/seg.
P = 75Kg * 25 m/seg.

Conservación del movimiento
 Cualquier sistema
donde las fuerzas
actúen ,unas con
respecto a las otras,
la cantidad de
movimiento es
constante

Fuente :Knudson ,Duane .Fundamentals of Biomechanics.2007

Impulso
 El impulso es definido
como la fuerza
aplicada a un cuerpo
durante un período de
tiempo
 I = F * t

Cantidad de Movimiento angular
 La cantidad de
movimiento angular
es el producto de la
masa , por el cuadrado
del radio y la
velocidad angular.
 P= m *r2 * ω

Momento de fuerza (torque)
MF = F * BF

Tipos de contracción
 Isométrica
 Isotónica o
anisomètrica
 Isocinética

Comparando
 RESISTENCIA = POTENCIA
ISOMÉTRICA
POTENCIA >RESISTENCIA
ISOTONICO CONCÉNTRICO
AGONISTAS DEL MOV
RESISTENCIA > POTENCIA
ISOTONICO EXCÉNTRICO
ANTAGONISTAS DEL MOV

Trabajo Mecánico
 el producto de la
magnitud de la fuerza
aplicada sobre un
objeto por la distancia
que el objeto recorre
durante la aplicación
de esta fuerza.

CONTRACCIONES
 IMPULSO=
CONCÉNTRICA
 INERCIA=NO HAY
CONTRACCIÓN
 FRENADO=
EXCÉNTRICO

CONCEPTO
 Los movimientos
humanos, se realizan
por la combinación de
todos los segmentos o
eslabones de la
extremidad ,
analizándose
mecánicamente como
CADENAS CINÉTICAS

CLASIFICACIÓN
 ABIERTA
 CERRADA
 FRENADA

Presión
 Es una magnitud
física que mide la
fuerza producida por
un fluido sobre una
superficie.
 En la biomecánica se
estudian como
fuerzas ascensionales
aerodinámicas y
hidrodinámicas.
P=F/A
P: es presión
F: es la fuerza( newton)
A: superficie o aéreas
(cm2)
F= p . g . V
F = p . g. . H . A
F: fuerza
P: densidad
G: aceleración gravitatoria
V: volumen de la columna
( H . A)
H. altura de la columna
A: área de la columna.

Hidrodinámicas
Fuente M. Izquierdo, Biomecánica y Bases Neuromusculares de la actividad Física y el Deporte. Ed. Panamericana; Madrid , España, (2008).

Aerodinámicas
EFECTO MAGNUS
1. Flujo Laminar
2. Flujo Turbulento

CHOQUE
Un choque o colisión es
cuando dos objetos se
encuentran en un punto
y ejercen fuerzas
mutuamente durante un
intervalo breve de
tiempo. Se puede
establecer que cumple
la tercera Ley de
Newton de acción-
reacción.

Línea de choque
Choques central: directo y
oblicuo.
Choque excéntricos:

Coeficiente de restitución “e”
Los choques elásticos, inelástico y plástico pueden
ser identificados por medio del coeficiente de
restitución ''e''
e=
v1 - v2
V1 – V2
coeficiente de restitución toma valores entre
0 y 1.
•Para un choque elástico e = 1
•Para un choque inelástico e > 0
e <1
•Para un choque plástico e = 0

Falla del Coeficiente de Restitución
“e”
Comportamiento elástica y
plástico
Distintos tipo de fallas ósea

ENERGÍA
Propiedad o atributo de los objetos o
sistemas de objetos en virtud de la cual
éstos pueden experimentar cambios o
transformaciones, por ejemplo, cambio de
posición, de velocidad, de composición o
estado
(Camero y Crespo, 2007).
La capacidad de realizar un trabajo.
Tipos: química, eléctrica, térmica,
luminosa, mecánica.

ENERGÍA MECÁNICA
 La suma de las energías cinética y
potencial y expresa la capacidad que
poseen los cuerpos con masa de efectuar
un trabajo.

 Energía cinética: se refiere a la energía de movimiento
influenciada principalmente por la velocidad.
 Ec = ½ mv2.
 Energía potencial: se refiere a la energía acumulada en
un objeto (o músculo) que le da la potencialidad para
realizar un trabajo
 Ep = m * g * h (energía potencial gravitatoria)
 Mientras un objeto se encuentre a mayor altura mayor
energía potencial tendrá.
ENERGÍA MECÁNICA

 Energía potencial y energía cinética:
 1a Ley de la Termodinámica:
indica que la energía nunca se crea ni se pierde sino
se transforma de una forma de energía en otra.
Etot. = Ep + Ec

Energía Cinética
 Para determinar la energía cinética de un
sistema, esta se mide por el trabajo que ha
sido necesario utilizar para comunicarle la
velocidad que posee o por el trabajo que hay
que realizar para detenerlo.
(Gutiérrez , 1999)

 Se refiere a la aplicación de la fuerza sobre una
determinada distancia en la dirección de la
fuerza.
Trabajo = Fuerza x distancia
Ejemplo: levantando una barra de pesas
TRABAJO
POSITIVO
TRABAJO
NEGATIVO
TRABAJO

La Aplicación a la Biomecánica…
 En el cuerpo humano
al realizar actividad
física se puede medir
la cantidad de trabajo
que se realiza, el
ejemplo está en la
prueba de esfuerzo.
Ergómetros

Prueba del Escalón
 W = P * H * 1,33 * N
6
Donde:
 P: peso corporal en kg.
 H: altura del escalón en metros.
 1,33: es el factor de descenso.
 N: número de ascensos por minuto
 6: factor de corrección de kg/min a vatios

La cantidad de trabajo producido en
determinado período de tiempo.
 Potencia = trabajo/ t
 Potencia = Fuerza x distancia / t
Ejemplo: corriendo en forma ascendente un
tramo de escaleras.
POTENCIA

Prueba de la Escalera de Margaria
P mec = P * h / t

Prueba de Salto Vertical
P = p * h * √ g
2 * h

Test de Bosco • Squat Jump
• Countermouvement Jump
• Squat Jump con carga
• Abalakov
• Drop Jump
• Saltos durante 15
segundos
P= (4.9)0.5 * p * (h) 0.5

Test de Wingate
P = Carga * V (rpm) * 6 metros,

Me lo contaron y lo olvidé,
lo vi y lo entendí,
lo hice y lo aprendí.
Confucio

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