Este documento resume los conceptos básicos de la cinemática del cuerpo humano, incluyendo los sistemas de referencia para describir el movimiento, los tipos de movimiento como la traslación y rotación, y las características cuantitativas del movimiento como la posición, velocidad, aceleración y aceleración angular. Además, explica cómo la biomecánica se aplica en ámbitos médicos, deportivos y ergonómicos para mejorar el rendimiento y prevenir lesiones.

1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE MECÁNICA
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ASIGNATURA: DINÁMICA
TEMA: CINEMÁTICA DEL CUERPO HUMANO
INTEGRANTES: VALERIA CALLES
VERÓNICA HIDALGO
DIEGO MONTERO
ELIECER CHUTO
SEMESTRE: SEXTO
DOCENTE: ING. WASHINGTON ZABALA

2. CINEMÁTICA DEL CUERPO HUMANO
INTRODUCCIÓN:
El estudio del movimiento humano puede ser descrito como una ciencia
interdisciplinaria que describe, analiza y evalúa el movimiento humano.
Existen disciplinas que tradicionalmente han tenido interés por el
movimiento humano, como la biomecánica, que tiene como objetivo el
desarrollo de modelos del cuerpo humano que expliquen cómo se
comporta este mecánicamente y como se puede incrementar el
rendimiento o disminuir las probabilidades de sufrir una lesión musculo
esquelética.

3. ÁMBITOS DONDE SE APLICA LA BIOMECANICA
• BIOMECÁNICA MÉDICA:
• Aplicada a la traumatología.
• Aplicada a la rehabilitación.
• Aplicada a la fisiología.
• Aplicada a la ortopédica.
• BIOMECÁNICA OCUPACIONAL:
• Aplicada a la Ergonomía, la cual tiene como objetivo la
adaptación y mejora y mejora de las condiciones de trabajo del
hombre, tanto en su aspecto físico como psíquico y social.

4. - BIOMECÁNICA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA Y DEPORTIVA
- Aplicada al deportista:
Describir las técnicas deportivas.
Ofrecer nuevos aparatos y metodologías de registro.
Corregir defectos en las técnicas y ayudar en el entrenamiento.
Evitar lesiones.
Proponer técnicas más eficaces.
- Aplicada en relación al medio:
Minimizar las fuerzas de resistencia.
Optimizar la propulsión en diferentes medios.
Estudiar las fuerzas de acción-reacción y sustentación para optimizar el rendimiento deportivo.
Definir la eficacia de diferentes técnicas deportivas en función de las fuerzas de reacción del suelo.
Estudiar las fuerzas de reacción del suelo en relación con las lesiones deportivas.
- Aplicada en relación al material deportivo:
Reducir el peso del material deportivo sin detrimento de otras características.
Aumentar en algunos casos la rigidez, flexibilidad o elasticidad del material.
Aumentar la durabilidad del material.
Conseguir materiales más seguros.
Conseguir materiales que permitan lograr mejorar marcas.

5. EL CUERPO HUMANO Y SUS MOVIMIENTO
MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS EN UN SISTEMA DE REFERENCIA
A la hora de observar y describir el movimiento será necesario identificar el (sistema
de referencia). Un sistema de referencia será el lugar desde el que se llevara a cabo
la medición (observación). El sistema de referencia será necesario para especificar la
posición del cuerpo, de un segmento o de un objeto, así como para describir si
ocurren cambios en su posición, este puede ser fijo o hallarse en movimiento. Al
primero se le denomina sistema de referencia fijo y al otro sistema de referencia
relativo. En los casos del sistema de referencia absoluto, los tres ejes de orientación
espacial(x,y,z) se cruzan en el eje articular de movimiento y los cambios de posición
del segmento se describe respecto a este eje articular. En los casos de los sistemas
de referencia relativos podemos tener sistemas que se mueven a una velocidad
constante (sistemas de inercia) o los que cambian de posición con variación en la
velocidad (sistemas acelerados). En estos ambos casos el movimiento se puede
encontrar dentro o fuera del cuerpo.
Ejemplo de un sistema de referencia absoluto y relativo aplicado a la extremidad
superior.

6. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL
CUERPO HUMANO
Uno de los primeros pasos en el análisis del movimiento es conocer las
características físicas del cuerpo humano la información relativa a la
estructura y el crecimiento de los huesos, articulaciones y músculos es de
gran utilidad para determinar si un determinado tipo de actividad es
apropiada o por el contrario es de gran riesgo para determinados grupos
poblaciones a diferentes edades o con riesgo de padecer enfermedades.
En este contexto, los niños, las personas mayores o los grupos con
necesidades especiales se pueden beneficiar en gran medida del análisis
biomecánica del movimiento humano.

7. ORIENTACIÓN DEL CUERPO EN EL ESPACIO
Anteriormente se ha comento que un sistema de referencia era definido como el lugar
desde que se lleva acabo la medición (observación) y era necesario para especificar la
posición del cuerpo, un segmento o un objeto, así para describir si ocurren cambios en su
posición.El sistema de coordenadas es la forma empleada para orientar y situar los cambios
de posición de un cuerpo en movimiento. Las 3 direcciones que podrán tomar los cuerpos
en movimiento serán la dirección X, la Y o la Z. Cualquier dirección paralela al suelo se
identificará como dirección horizontal y cualquier dirección perpendicular al eje horizontal
corresponderá con la dirección vertical. La dirección X es paralela al suelo y normalmente
indica el avance de los cuerpos en movimiento hacia adelante o hacia atrás.

8. TIPOS DE MOVIMIENTO SEGÚN LA TRAYECTORIA:
El cambio de posición de un cuerpo puede ser clasificado según la trayectoria que describa
un movimiento de traslación, de rotación y combinados. Una traslación de un cuerpo
supone un cambio de posición de un sitio a otro dentro de un sistema de referencia. Si el
camino que recorre es lineal, se denomina “trayectoria curvilínea”. En las traslaciones
(rectilíneas y curvilíneas) cada uno de los puntos del cuerpo recorre el mismo espacio en el
mismo tiempo por ejemplo, un esquiador de fondo desplazándose en la nieve en la misma
posición estaría describiendo una trayectoria rectilínea, mientras que un nadador
tirándose desde un trampolín en la posición de ángel, describiría una trayectoria curvilínea
como se muestra en la fig.

9. En el movimiento rotatorio o angular, cada parte del cuerpo describe el
mismo ángulo en el mismo tiempo. En este tipo de movimiento el cuerpo
de dice que gira o rota sobre un eje de movimiento. En el cuerpo humano
cada segmento está unido a su adyacente formando las articulaciones,
que son puntos fijos sobre los que tiene lugar los cambios de posición
(rotación) de los segmentos. Por ejemplo, cuando realizamos una flexión
de antebrazo

10. PLANOS Y EJES DEL MOVIMIENTO
Todos los movimientos posibles que puede
realizar un cuerpo o sus segmentos se
producen sobre tres planos imaginario que
se interseccionan de manera
perpendicular en el centro de masa del
cuerpo.
Los tres planos cardinales que tienen su
origen en el centro de gravedad del cuerpo
son el plano sagital, que divide el cuerpo
en la parte derecha e izquierda, el plano
frontal, que lo divide en delante y detrás, y
el plano transversal, que lo divide en arriba
y abajo.

11. DINÁMICA
Esta ciencia se subdivide posteriormente en las áreas de “Cinemática”, el estudio
de las características del movimiento y “Cinética” el estudio de las fuerzas que
efectúan el movimiento.
CINEMÁTICA: La cinemática nos permite describir con precisión las
características del movimiento, como posición, velocidad, aceleración. Por
ejemplo en los análisis de los patrones de marcha, nos interesa el cambio en
la posición del centro de masa del cuerpo, el arco de movilidad de los
diferentes segmentos y la velocidad y dirección de su movimiento.

12. Traslación
Cuando un punto se mueve de una posición S1 a otra posición S2se presenta
el desplazamiento de la figura siguiente: la distancia en línea recta (medida
en unidades de longitud) entre estos dos puntos es la magnitud del
desplazamiento.

13. . La distancia de S1 a S2se desconoce, pero podemos originar un triangulo
rectángulo, con la magnitud del desplazamiento como la hipotenusa, y los
desplazamientos X y Y como sus catetos. La magnitud de los los lados del
triangulo puede determinarse mediante sustracción. Para la magnitud X: X2-X1=X;
Para la magnitud Y: Y2-Y1=Y .
El desplazamiento resultante (S) puede encontrarse ahora por el teorema
de Pitágoras:

14. El desplazamiento multiplicado por la unidad de tiempo nos da el grado de
desplazamiento o velocidad; similarmente, rapidez es la distancia por unidad de
tiempo. Por tanto, la velocidad es una cantidad vectorial y la rapidez, o magnitud
de la velocidad, es una cantidad escalar.
Con frecuencia la letra griega delta (Δ) se utiliza para
representar un cambio. Así, en un lugar de escribir S2 –S1
podemos escribir ΔS, que significa cambio de posición. En
lugar de t2-t1, Δt significa cambio en el tiempo. La ecuación
para velocidad promedio será entonces:

15. La desaceleración es esencialmente una aceleración negativa; por tonto
matemáticamente, solo necesita tratarse con el término de aceleración. La
aceleración se presenta cuando hay un cambio en la velocidad; como este
cambio en la velocidad se produce durante un cierto lapso podemos decir que la
aceleración es el grado de variación en la velocidad. Matemáticamente, la
aceleración promedio (a) es la variación en la velocidad, desde los valores
iníciales al final (vf-vi) dividida entre el tiempo transcurrido para que ocurrido
para que ocurriera el cambio (tf-ti), o de otra forma:

16. ROTACIÒN
El movimiento rotacional también llamado movimiento angular, se efectúa
alrededor de un eje fijo.Cada partícula sobre el cuerpo viaja en un arco con el
mismo desplazamiento angular, por tanto en lugar de medirse en términos
de longitud, el desplazamiento rotacional se mide como una variación
angular en términos de grados o radianes.
Ө1 - Ө2 = ∆Ө

17. LA VELOCIDAD ANGULAR O GRADO DE VARIACIÓN
desplazamiento angular es otro importante factor en el estudio del movimiento
humano. Esta se determina en forma similar a la que se utiliza para encontrar la
velocidad lineal. La variación del desplazamiento angular (Өf – Өi) dividida entre
la variación del tiempo (tf – ti) durante la cual se presenta el desplazamiento,
revela la velocidad angula promedio (ω).

18. Un cambio en la magnitud de la velocidad angular promedio (α)
corresponde al cambio en la magnitud de la velocidad durante el
movimiento lineal y se determina mediante la ecuación general:
Para calcular la distancia lineal recorrida por un punto que gira alrededor
de un eje usamos la formula: s=r Ө. Algebraicamente podemos
determinar la ecuación que relaciona la velocidad lineal con la angular:

19. Entonces:
V= ωr
Aunque una partícula sobre un cuerpo en rotación sigue una
trayectoria curva en, un momento determinado su velocidad es
tangente a la trayectoria y tiene una velocidad lineal.
La aceleración lineal, relacionada con la magnitud de la aceleración
angular, en este caso es tangencial al círculo:

20. Otro componente de la aceleración angular es el cambio constante de dirección.
Como la velocidad lineal de una partícula en movimiento rotacional es tangente al
circulo, la dirección de la velocidad (V) siempre esta cambiando; por tanto, siempre
existe aceleración. El cambio de dirección apunta hacia el centro del circulo a lo largo
de su radio, y a esto se le llama aceleración radial (ar)
El componente de aceleración tangencial y el componente de la aceleración radial de
la partícula son perpendiculares entre si. Por tanto, la aceleración resultante (a) de la
partícula que gira alrededor de un eje puede calcularse mediante el teorema de
Pitágoras:

21. CONCLUSIÓN
- La Biomecánica deportiva, nos aporta una percepción de los
mecanismos por los que se producen los accidentes deportivos, y
con ella aclaramos en todo lo posible dos puntos:
1.- Prevenir la lesión.
2.- Restituir la integridad del deportista.
- La Biomecánica nos sirve para poder optimizar el rendimiento de
las personas, para desarrollar un sistema de entrenamiento
adecuado y evitar el riesgo de las lesiones.