Biomecánica

1. CURSO :CIENCIAS DE LA
NATURALEZA II
1era CLASE : Biomecánica y energía
Fernández V. Jenny, Llimpe M. Yesica, Najarro V. Justina, Olivera G. José, Palomino P.
Miriam, Velásquez R. Dora, Neira A. Elizabeth, Rojas M. Nancy, Gonzales A. Edgard
Biomecánica y energía, desde Cinemática propiedades, descripción del movimiento, clasificación del
movimiento. Dinámica: leyes de Newton sistemas de medición biológica. Condiciones de equilibrio,
esfuerzo, tensión módulo de elasticidad. Centro de masa y gravedad. el concepto de Energía y sus diferentes
formas de expresión, energía potencial y cinética, le energía de los seres vivos. Aplicaciones en medicina.

2. La historia de la biomecánica como área del
conocimiento que se encarga de dar respuesta a la
pregunta de ¿cómo nos movemos?, inicia en el
último siglo y medio, dando aportes concretos y
específicos a una de las ramas de mayor
importancia de la biomecánica (rama de la
biomecánica deportiva), el cual ha tenido una
progresión en las últimas tres décadas. Gran parte
de lo que ha sido el desarrollo y la evolución de este
término ha estado encadenado al desarrollo y la
evolución científica de las áreas de conocimiento
que le dan soporte. Las etapas de desarrollo
histórico de la biomecánica serán divididas en forma
arbitraria por periodos, en los cuales se han
denotado grandes cambios o evoluciones de la
misma.
Historia de la biomecánica

3. La historia de la biomecánica ha cobrado gran interés dentro de las
Ciencias del movimiento y de la Salud, por ello este concepto tiene gran
relación con el movimiento humano y encierra varios campos de los cuales
se dan diferentes conocimientos, tal es así que la anatomía encierra
puntos importantes en cuanto a forma y estructura de los seres vivos,
la fisiología, relacionada al funcionamiento, la física, refiere a la física
mecánica donde, encontramos la cinética y la cinemática y la mecánica, es
una rama de la física que trata de la influencias de las fuerzas.
Tal es así, que la física tiene el objetivo de describir los fenómenos
naturales, de índole biológica y química. Por este motivo, una de las
metas principales es la de comprender y describir las leyes básicas
relacionadas a la naturaleza, y los fenómenos que en ella ocurren.

4. Curvilíneo: representa aquel
movimiento traslatorio en el cual
todas las partes del cuerpo se
mueve en un patrón curvo.
Circular: alrededor de una
circunferencia o su arco.
Parabólico: curva regular que
sigue el centro de gravedad de
un cuerpo u objeto cuando es
proyectado en el aire.

5. 3° ley: Reacción
Las fuerzas siempre actúan por pares iguales y opuestas. Si el
cuerpo A ejerce una fuerza sobre el cuerpo B, este ejerce una
fuerza igual, pero opuesta, sobre el cuerpo A.

6. Dinámica es la parte de la mecánica que estudia la relación entre el
movimiento y las causas que lo producen (las fuerzas). El movimiento de
un cuerpo es el resultado de las interacciones con otros cuerpos que se
describen mediante fuerzas.

7. Mecánica

17. ¿Qué necesitamos para mantener el equilibrio?
Para mantener el equilibrio es necesario que esos tres sistemas funcionen
correctamente:
1.El sistema vestibular del oído. Se ubica en el oído interno y es en gran parte el
responsable de nuestra estabilidad y equilibrio. Cuando giramos la cabeza el
líquido que hay dentro del oído interno mueve unos pequeños cilios que hay en esta
zona y que a su vez mandan un mensaje al cerebro. Es el cerebro el que transmite a
los músculos las órdenes que permiten mantenernos en equilibrio al recibir estos
mensajes.
2.La vista. Es evidente la importancia de la visión, ya que a través de ella somos
capaces de percibir todo el entorno, ver dónde estamos situados y la distancia o
profundidad de los objetos.
3.El sistema propioceptivo. En el cuello, torso, articulaciones y pies tenemos
múltiples sensores que son los encargados de transmitir señales o impulsos
eléctricos al cerebro para indicarle dónde está el cuerpo respecto a nuestro entorno.
Por ejemplo, cuándo nos vamos a sentar estos mensajes se envían desde el sistema
propioceptivo el cerebro para mantener el sentido de la presión, la posición del cuerpo
y las extremidades.

18. La estabilidad del equilibrio depende de una combinación de factores
psicológicos y ambientales, de condición física, fisiológicos y mecánicos. Las
dimensiones de la base de sustentación y la altura y proyección del centro de
gravedad respecto a la misma, entre otros, constituyen los factores mecánicos que
afectan a la estabilidad del equilibrio.

20. EQUILIBRIO
FUERZA + MOMENTO = 0
POSICION EN EL ESPACIO
DE CONFIGURACION ES
UN PUNTO DONDE EL
GRADIENTE DE ENERGIA
POTENCIAL ES 0
ESTADO ESTACIONARIO
https://www.youtube.com/watch?v=w0ayce7WwcA&t=68s

21. Es la parte de la Mecánica que estudia la estabilidad y equilibrio
de los cuerpos.
Condiciones de equilibrio de un cuerpo
Los miembros rígidos, los miembros
permanecen en la misma posición.
La pérdida del control muscular y la
desaceleración de las funciones
corporales.

22. ➢ Innumerables trabajos ponen de relieve la importancia de la práctica de
actividad física en la mejora de la estabilidad del equilibrio en
diferentes grupos de población.
➢ La estabilometría es una técnica fundamental para poder detectar estas
mejoras, y proponer programas de ejercicio físico diferenciados.
➢ La actividad física también juega un papel importante en la mejora de la
estabilidad del equilibrio en adultos jóvenes.
➢ El hecho de que la masa corporal y el índice de masa corporal puedan
relacionarse negativamente con la estabilidad del equilibrio tiene más que
ver con la falta de actividad física y sus factores asociados
(sobrepeso, aumento del índice de masa corporal, etc.)
➢ Entonces, para prevenir las caídas mejorando la estabilidad del
equilibrio un factor clave va a ser la práctica de actividad física, ya que
como se ha demostrado mejora por sí misma la estabilidad del equilibrio, a
la vez que previene y/o revierte la obesidad y el sobrepeso, que son
factores que deterioran la estabilidad.
Condiciones de equilibrio en el cuerpo

23. La práctica de actividad física y de deporte (así como la maestría en
algunos deportes), la edad, el sexo o género y el estado de fatiga afectan
a la estabilidad del equilibrio. Se ha demostrado que la actividad física, más
que otros factores como la edad, potencia la estabilidad del equilibrio,
constituyendo una de las herramientas de trabajo más importantes.
Aydoğ E, Aydoğ ST, Cakci A, Doral MN (2006). Dynamic postural stability in blind athletes using the biodex stability system. International Journal of Sports Medicine, 27(5) 415-8

26. Ejemplo:
mg
T
"Todo cuerpo
preserva su
estado de reposo
o movimiento
uniforme y
rectilíneo a no ser
que sea obligado
a cambiar su
estado por
fuerzas impresas
sobre él".

28. R
F
Se explica en un ejemplo
como la rotación y su
fuerzas aplicadas.
Si a un cuerpo que puede
girar alrededor de su eje.

30. Resumiendo..
EQUILIBRIO
UNA
PARTICULA
EN
EQUILIBRIO
PUEDE
MOVERSE A V.
UNIFORME
PUEDE ROTAR
A V. ANGULAR
NO SUFRE
ACELERACION
LINEAL
NO SUFRE
ROTACION
CONSECUENCIA
DE LAS LEYES
DE LA
MECANICA

31. De una situación en la que un bebe de masa 4 kg se
encuentra sobre una mesa, se infiere que:
a) Presenta una aceleración de 2 m/s²
b)Presenta una aceleración de 2m/s² y la
sumatoria de sus fuerzas en X y en Y es cero.
c) El objeto se encuentra en equilibrio, pues el resultado
de la sumatoria de fuerzas es cero.
d) Ninguna fuerza actúa sobre el objeto.

32. Justificación:
El objeto posee un fuerza normal, y el peso que ejerce su
masa de 4 Kg
Junto con su gravedad , son fuerzas en el eje Y, que se suman
de forma vectorial; esta
Sumatoria da como resultado cero.
Respuesta correcta: C

33. Un jugador de béisbol toma un bate de 1 Kg con una mano
en el punto O. El bate esta en equilibrio. El peso del bate
actúa a lo largo de una recta de 60 cm. A la derecha de O.
¿Cuál es la fuerza y el torque ejercida por el jugador sobre
el bate alrededor de O?
a) F= 1 Nw. T= 60N*m
b) F= 10 Nw. T=
600N*m
c) F= 10 Nw. T= 60
N*m
d) F= 1Nw. T=600N*m

34. Justificación: Torque en el punto O
ΣFx = 0 ∑T = 0
ΣFy = 0 ∑T = 0,6 m * 10 N = 60 Nm
T= 60 Nm
ΣFy= F – mg = 0
F = mg
F = 10 N
Respuesta correcta: C

35. Un bloque de 180 Kg de masa se encuentra suspendido de una
cuerda. ¿Cuál es el valor de la fuerza de tensión ejercida por la
cuerda?
a) 800 N
b) 1800N
c) 2800N
d) 4800 N

36. Justificación:
ΣFy= 0
T= 180 Kg * 10 m
T= 1800 N
Respuesta Correcta: B

37. ESFUERZO, TENSION Y
MODULO DE ELASTICIDAD

38. Propiedad cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación
sobre un objeto, y el objeto regresa a su forma original.
Si se estira o se comprime más allá de cierta cantidad,
ya no regresa a su estado original, y permanece
deformado.
Limite
elástico
Cuando se tira o se estira algo se dice que está en tensión (largas y
delgadas).
Cuando se aprieta o se comprime algo se dice que está en
compresión (cortas y gruesas).

39. BIOELASTICIDAD
MUSCULOS HUESOS VASOS
SANGUINEOS

40. ➢ En el ámbito del ejercicio físico se habla de elasticidad muscular.
➢ En concreto, se establece la necesidad de llevar a cabo actividades
que mejoren aquella en pro de lograr elongar los músculos y también de
conseguir que tenga un mayor rango de movimientos.
➢ La teoría de la elasticidad estudia las relaciones existentes entre las
fuerzas externas que actúan sobre los cuerpos o esfuerzos y las
deformaciones que se producen.
➢ Interesa materiales o cuerpos que poseen la propiedad de recuperar
su forma y dimensiones originales cuando cesa la acción de la fuerza
externa deformadora (materiales elásticos).
➢ El cambio de forma y dimensiones que experimenta un cuerpo bajo
la acción de las fuerzas externas está determinado por las fuerzas
entre sus átomos o moléculas (electromagnéticas).
Características de la bioelasticidad

41. Grafica de esfuerzo vs
deformación
Cuando ocurre esto el cuerpo ha experimentado una deformación elástica.
Pero si la deformación persiste, al menos en parte, se dice que el cuerpo ha
experimentado una deformación plástica.

42. Esfuerzo
Definición se expresa
N/m2 o en
Pascal (Pa)
Es la fuerza externa que actúa
sobre un cuerpo por unidad de
área de sección transversal.
donde:
F=fuerza
A =área
Magnitud
Tensorial

43. Identifica el esfuerzo ?
Los esfuerzos son el conjunto de fuerzas internas a las que está
sometido un cuerpo a consecuencia de las solicitaciones o acciones que
actúan sobre él. Estas fuerzas internas son el resultado de la interacción
de unas partículas del cuerpo sobre las otras.

44. Componentes de una fuerza

45. Identifica el esfuerzo?
Los esfuerzos son el conjunto de fuerzas internas a las que está
sometido un cuerpo a consecuencia de las solicitaciones o acciones que
actúan sobre él. Estas fuerzas internas son el resultado de la interacción
de unas partículas del cuerpo sobre las otras.

46. Deformación
Es la razón entre el cambio en longitud y la
longitud original, es decir, es la respuesta del
material al esfuerzo
Es el cambio del tamaño y la
forma de un cuerpo debido a
la aplicación de una o más
fuerzas sobre el mismo.
Cambio en longitud
Deformación= ------
----------------------
Longitud original

47. Las deformidades, también conocidas como malformaciones y
dimorfismo, son partes del cuerpo de un paciente que se han
desarrollado notablemente diferentes de lo normal. Las deformidades
son en gran medida síntomas y afecciones, que van des leves a graves y
pueden ocurrir en cualquier lugar del cuerpo.

48. Deformación
(visco) plástica o
irreversible
Deformación en que el
material no regresa a
su forma original
después de
retirar la carga
aplicada.
Deformación
elástica o reversible
Deformación en la
que el cuerpo
recupera su forma
original al retirar la
fuerza que le provoca
dicha deformación
TIPOS DE DEFORMACIÓN

49. Tipos de esfuerzos

50. • Donde, Y es el módulo elástico, llamado módulo de Young. Se utiliza tanto
para tracción como para compresión.
• En la mayoría de los materiales el módulo de Young para tracción, tiene el
mismo valor que en compresión.
• Para materiales biológicos, el módulo de Young para tracción de un hueso,
es diferente al valor para compresión.
• Tener en cuenta que la fuerza aplicada es perpendicular a la sección
transversal.
)
n
Deformació
(
Y
Esfuerzo =
o
L
L
Y
A
F 
=
al
longitudin
n
deformació
al
longitudin
esfuerzo
Young
de
Módulo =

52. •Cuando producimos un desplazamiento de planos paralelos en la
dirección de la fuerza aplicada, experimentalmente se observa
que la deformación es proporcional al esfuerzo.
Donde, G es el módulo elástico, llamado módulo de Cizalladura.
Tener en cuenta que la fuerza aplicada es paralela al área en
cuestión.
)
n
Deformació
(
G
Esfuerzo =
h
x
G
A
F 
=
Módulo de Cizalladura

54. La torsión es un fenómeno
típico de cizalladura. Se
produce una deformación
cuando se aplica un par de
fuerzas (F, en la parte superior
de la barra y la sección
inferior de la barra está fija.
Módulo de Torsión

55. • Si un cuerpo se somete a iguales esfuerzos de tracción o
compresión por todos los lados, entonces el cuerpo sufrirá
deformación volumétrica.
• donde, B es el módulo volumétrico.
o
V
V
B
p

=

Módulo Volumétrico

56. Deformación Elástica:
Ley de Hooke
Ley fundamental de la
elasticidad formulada
1660 por
Robert Hooke
Un cuerpo elástico se estira de forma proporcional a la
fuerza que se ejerce sobre él invención del resorte
helicoidal o muelle.
Todos los cuerpos que cumplen con esta ley serán
denominados cuerpos elásticos y los que no, cuerpos
inelásticos.

57. Flexión deformación elástica

58. TENSIÓN
TENSIÓN

59. COMPRENSIÓN

60. Torsión

61. Representa la interacción entre dos o
más cuerpos.
Cualquier esfuerzo aplicado sobre un
objeto.
Una fuerza es aquello que ocasiona
que un cuerpo acelere; y/o un cambio
en la forma del mismo.
CONCEPTO DE FUERZA

62. Fuerza
Magnitud vectorial que representa la
interacción entre cuerpos.
Las fuerzas se representan por vectores
F:Modulo de fuerza
Unidades: N,Kg-f,lb-f

63. Evaluación de la presión

64. Auscultación en los niños

65. Carrera de 100 metros

66. ejemplos
1.-El tendón del bíceps de la figura ejerce una fuerza Fm
de 7kp sobre el antebrazo. El brazo aparece doblado de tal
manera que esta fuerza forma un ángulo de 40° con el
antebrazo. Hallar las componentes de Fm.a) paralela al
antebrazo (fuerza estabilizadora) y b) perpendicular al
antebrazo (fuerza de sostén).

67. Propiedades de la Fuerza
-Las fuerzas de contacto pueden aplicarse
por medio de un objeto.
-Se caracteriza por su modulo y por la
dirección en que actúa.

68. ejemplos
Solución:

69. ejemplos
2.-Las partes posterior y anterior del músculo
deltoides elevan al brazo al ejercer las fuerzas Fp y
Fa que muestra la figura. ¿Cuánto vale el módulo
de la fuerza total sobre el brazo y qué ángulo forma
con la vertical?.

70. ejemplos
Solución:

71. ejemplos

72. ejemplos
3. El abductor de la cadera, que conecta la cadera al fémur,
consta de tres músculos independientes que actúan a
diferentes ángulos. Hallar la fuerza total ejercida por los tres
músculos juntos.

73. Componentes de las fuerzas…

74. Fuerza resultante…

75. CENTRO DE GRAVEDAD

76. CENTRO DE
GRAVEDAD
PUNTO DONDE SE
CONCENTRA TODO EL
PESO DEL OBJETO
CARACTERÍSTICAS
El punto puede estar
ubicado fuera o
dentro del cuerpo
Depende de la
forma, distribución
de masas y fuerzas
gravitatorias
Ubicación
variable por
diferentes
factores

77. OBJETOS SIMETRICOS
«En los cuerpos homogéneos , es decir formados por
una misma sustancia y de formas regulares simples,
la posición del centro de gravedad puede establecerse
a partir de criterios teóricos»

78. OBJETOS ASIMETRICOS:
«En el caso de los objetos
asimétricos como el cuerpo
humano , el centro de gravedad se
encontrará más cerca del extremo
mayor y de mayor peso»
CUERPO HUMANO

79. ADEMÁS DEL CENTRO DE GRAVEDAD DEL CUERPO COMO UN
TODO, CADA EXTREMIDAD TIENE SU PROPIO CENTRO DE
GRAVEDAD

80. © 2014 Pontificia Universidad Católica del Perú - Todos los derechos reservados.
Disponible en: http://deportes.pucp.edu.pe/tips/el-equilibrio-y-su-importancia-en-la-
actividad-fisica/
FACTORES QUE DETERMINAN
LA POSICIÓN DEL CENTRO DE
GRAVEDAD EN EL CUERPO
HUMANO
• Estructura
anatómica
individual
• Posturas
habituales del pie
• Sostener pesos
externos
• Edad
• Sexo

81. CENTRO DE GRAVEDAD Y EL DEPORTE
https://www.youtube.com/watch?v=fLt64rNwh_k

91. La energía

92. APLICACIONES MEDICAS
SEMINARIO
➢ Condiciones de equilibrio
https://seorl.net/PDF/Otologia/038%20-
%20EVALUACI%C3%93N%20DEL%20PACIENTE%20CON%20TRASTORNOS%20DEL%20EQUILIBRIO%20Y%20DE%20LA%20MARC
HA.%20PRESBIV%C3%89RTIGO%20Y%20CA%C3%8DDA%20EN%20EL%20ANCIANO.pdf?boxtype=pdf&g=false&s=false&s2=false
&r=wide
➢ Esfuerzo deformación
https://www.scielo.org.mx/pdf/rmfe/v56n1/v56n1a13.pdf
➢ Centro de gravedad
https://www.researchgate.net/publication/309579800_Equilibrio_y_estabilidad_del_cuerpo_humano

93. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
-Física para las Ciencias de la Vida ;A. Cromer
-Fisica General Douglas C. Giancoli
-Biofisica A.Aurengo, T Petitclerc
-Biomecanica deportiva, Gutear Davila
-Bases y principios en reumatología, Dr. Luis
Vidal Neira