Clase de Biofisica

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1
BIOFISICA
SESION N 02
ANALISIS VECTORIAL
MECANICA DE SOLIDOS I
LUIS ALBERTO CURO MAQUEN
lcuro@usat.edu.pe

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• Estudiar el análisis vectorial y la mecánica de
solidos
• Aplicar las leyes de Newton al cuerpo humano
OBJETIVO

3. ANALISIS VECTORIAL: FUERZA
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 Magnitud física vectorial, expresa la
interacción mutua y simultánea entre
doscuerposenla naturaleza.
 newton= 1 N = 1 kg.m.s-2
 Instrumento que mide la fuerza es el
dinamometro.

4. PROPIEDADESDELAFUERZA
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LAFUERZASE CARACTERIZAPOR:
Dirección
Sentido
Modulo

5. PROPIEDADES
DELAFUERZA(Cont.)
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 Siempre actúan enparejas
 Si dos (o más) fuerzas actúan simultáneamente sobre
el mismo objeto, su efecto es igual a la suma vectorial
de las fuerzasindividuales

6. FUERZASFUNDAMENTALES
 En la naturaleza solo hay cuatro Fuerzas
Fundamentales y en orden decreciente de intensidad
semencionan:
FuerzaNuclear Fuerte
FuerzaElectromagnética
FuerzaNuclearDébil
Fuerza Gravitatoria
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(1)
(1/ 137)
(10-6)
(10-39)

7. FUERZAS DERIVADAS
Son todas aquellas que pueden ser explicadas
empleando las FuerzasFundamentales.
Ejemplo:
La fuerza de rozamiento, puede ser explicada
mediante la Fuerza Electromagnética.
Lafuerza muscular,puedeserexplicada mediantela
FuerzaElectromagnética.
Lafuerza de unresorte o muele,puedeserexplicada por
mediante la Fuerza Electromagnética y la
Gravitacional.
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8. PROBLEMAS DE FUERZAS
1

9. PROBLEMAS DE FUERZAS
La figura muestra la forma del tendón del cuádriceps al
pasar por la rotula. Si la tensión T es de 140Kp. Cual es
el modulo y la dirección de la fuerza de contacto Fc
ejercida por el fémur sobre la rotula
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10. PROBLEMAS DE FUERZAS
La partes
deltoides
posterior y anterior del musculo
elevan el brazo al ejercer las fuerzas
Fp y Fa que muestra la figura . Hallar el valor de
la fuerza sobre el brazo y que ángulo forma
con la vertical.
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11. PROBLEMAS DE FUERZAS
El abductor de la cadera que conecta la cadera al fémur consta de
tres músculos independientes que actúan a diferentes ángulos. La
figura muestra los resultados de medidas de la fuerza ejercida por
separado por cada uno de los músculos. Hallar el valor de la
fuerza ejercida por los tres músculos juntos y su dirección.
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12. 41 www.usat.edu.pe
La figura muestra una cuerda elástica atada a dos
muelas y estirada hasta pasar por un incisivo. El fin de
este dispositivo es aplicar una fuerza F al incisivo. Si la
tensión en la cuerda es 25Kp. Cual es el modulo y
dirección de la fuerza F aplicada al incisivo.
PROBLEMAS DE FUERZAS

13. PROBLEMAS DE FUERZAS
ll

14. MECANICA SOLIDOS I

15. CINEMATICA
Describe el movimiento de los cuerpos

16. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMENTE
VARIADO (MRUV)
aceleración (a) es la relación entre la variación de la
velocidad y el tiempo en que transcurre dicha variación

17. MRUV
aceleración (a) es la relación entre la variación de la
velocidad y el tiempo en que transcurre dicha variación
Un automóvil de 1000 Kg. de peso que avanza a 72 Km/h (20 m/s)
detiene su aceleración en 1s. Comparare con el valor de la gravedad
Si el automóvil a 72 Km/h (20 m/s) detiene su aceleración en 0,5 s.
Comparare con el valor de la gravedad
Si el automóvil a a 72 Km/h (20 m/s) detiene su aceleración en 0,04 s
Comparare con el valor de la gravedad

18. Tabla: Distancias de aceleración (d) y
alturas (h) en salto vertical
Saltador Distancia de aceleración (d) Altura vertical (h)
Humanos 0,5 1,0
Canguro 1,0 2,7
Lemur 0,16 2,2
Rana 0,09 0,3
Langosta 0,03 0,3
Pulga 0,0008 0,1

19. LEYES DE NEWTON
• Primera Ley o ley de Inercia:
“Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento
rectilíneo uniforme (M.R.U.) a menos que otros cuerpos actúen
sobre él”
• Segunda Ley:
“La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional
a su aceleración.”
• Al aplicar una fuerza a un objeto produce una aceleración (un aumentoo
• disminución de la velocidad).
• A mayor fuerza, mayor aceleración.
• Pero al mismo tiempo a mayor masa, menoraceleración.
Isaac Newton encontró la relación exacta entre intensidad de la fuerza, masa y
aceleración.
• Tercera Ley o Ley de Acción y Reacción:
“Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre
el primero una fuerza igual y de sentido opuesto”.
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20. Primera ley de Newton
Cuando un vehículo en movimiento se detiene bruscamente,
los ocupantes continúan impulsados hacia delante hasta
impactar con alguna estructura

21. Ejemplos de acción y reacción
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22. Primera ley de Newton
Si la cabeza se desplaza y es detenida al chocar contra una
superficie, el encéfalo se sigue desplazando hasta chocar
con el hueso

23. Movimiento de translación y
rotación
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24. Movimiento con aceleración
constante
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25. TRABAJO Y POTENCIA
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26. LA VELOCIDAD ES LA FUERZA QUE
GOLPEA (Energia cinética)
La energía cinética de un cuerpo es
directamente proporcional a su masa
La energía cinética de un cuerpo es directamente
proporcional al cuadrado de su velocidad

27. Energía cinética
Un automóvil de 1000 Kg. Viaja a
50 Km/h
Si viaja a 100 Km/h

28. Problemas de Cinemática
a) Determinar la velocidad vertical con que debe
despegar un atleta de salto alto para
sobrepasar una barra de 2.3 m
a) Dos autos A y B viajan con rapidez de 80 y 50
Km/h, el auto A se encuentra a 10m de B, el
auto A aplica los frenos causando una
desaceleración de 3m/s2, en que instante se
produce el choque

29. Problemas de Cinemática
a) Determine la velocidad y la aceleración de despegue
para un ser humano.
a) Una pulga salta 0,1m en salto vertical, determine la
velocidad su de despegue, si ha alcanzado esa
velocidad mediante una extensión de sus patas en una
distancia de 0,008m, ¿cual ha sido su aceleración de
despegue?. La distancia de aceleración en el hombre
es de 0,5m. Si un hombre saltase con la misma
aceleración que una pulga, a que altura llegaría.

30. Problemas de Cinemática
1

31. Problemas de dinamica
1

32. Problemas de energía y potencia
Dos estudiantes que pesan lo mismo parten simultáneamente
del mismo punto en la planta baja, para ir al mismo salón en
el tercer piso siguiendo rutas distintas. Si llegan en tiempos
distintos, ¿Cuál estudiante habrá gastado más potencia ?

33. Problema de potencia
Un hombre de 800 N de peso realiza un salto para lo
cual se agacha de modo que su centro de gravedad
desciende 25cm y a partir de esta posición su centro
de gravedad se eleva una distancia de 65cm.
a) Determine la fuerza muscular
b)Su velocidad al levantarse del suelo
c) La potencia desarrollada por sus músculos

34. • Cromer Alan H. Físicapara las cienciasde la vida. 3ª
ed. Barcelona: Reverté; 2012.
• Jou D, LlebotJ y Pérez G. Físicapara cienciasde la
vida. Colombia, 2012
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REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS.

35. LUIS ALBERTO CURO MAQUEN.
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