El documento describe cómo el cuerpo humano utiliza diferentes tipos de palancas para moverse, incluyendo palancas de primer, segundo y tercer grado. Las palancas permiten al cuerpo multiplicar la fuerza aplicada para mover partes más pesadas del cuerpo o aumentar la velocidad y alcance del movimiento. Los músculos, huesos y articulaciones actúan juntos como palancas, permitiendo una amplia gama de movimientos humanos.

1. Palancas en el
cuerpo humano
EQUIPO 3
23-FEBRERO-2012

2. IDENTIFICACIÓN DE UN
CONCEPTO PROBLEMÁTICO
PARA SU COMPRENSIÓN
DENTRO DE LA MECÁNICA
El principio de palanca es un concepto
teórico estudiado en el aula, pero que
se aplica diariamente a cada actividad
que se realiza.

3. Sin ir más lejos nuestro cuerpo utiliza
para moverse diferentes tipos de
palancas. Sin embargo no se le da la
importancia necesaria en la explicación
del funcionamiento de la misma.

4. Ahora bien, ¿que es una palanca? Es
una barra rígida que puede girar en
torno a un punto de apoyo fijo. La
longitud de la palanca entre el punto de
apoyo y el punto de aplicación de la
resistencia se llama brazo de
resistencia, y la longitud entre el punto
de apoyo y el punto de aplicación de la
fuerza se llama brazo de fuerza.

5. Su empleo esta íntimamente
relacionada con su ventaja
mecánica, que es la relación entre
la longitud del brazo de potencia y
la del brazo de resistencia.

6. La función usual de una palanca es
obtener una ventaja mecánica de modo
que una pequeña fuerza aplicada en un
extremo de una palanca a gran
distancia del punto de apoyo, produzca
una fuerza mayor que opere a una
distancia más corta del punto de apoyo
en el otro, o bien que un movimiento
aplicado en un extremo produzca un
movimiento mucho más rápido en el
otro.

7. Esto proviene de la ley de
proporcionalidad, descubierta por
Arquímedes, entre el peso y la distancia
necesaria con el punto de apoyo, que
permita equilibrar las fuerzas.
Arquímedes sabía que no existe peso
imposible de levantar, aún con una
fuerza débil, si para eso se utiliza una
palanca.

8. La ley de la proporcionalidad explica
porque una palanca puede estar en
equilibrio teniendo en un extremo una
bola de 100kg y en el otro una de 5kg

9. Una palanca está en equilibrio cuando
el momento de fuerza total hacia la
izquierda es igual al momento de fuerza
total hacia la derecha (el momento es el
giro o rotación de un cuerpo alrededor
de un eje).

10. Existen tres tipos de palancas,
clasificables según las posiciones
relativas de la fuerza y la resistencia
con respecto al punto de apoyo:

11. -Palanca de Primer Grado
El punto de apoyo se halla entre la
fuerza y la resistencia. También se le
llama palanca de equilibrio. Ejemplos
de este tipo de palanca son el las
tijeras, las tenazas y los alicates.

12. -Palanca de segundo género
La resistencia se encuentra entre el
punto de apoyo y la fuerza. Ejemplos
de este tipo de palanca son la carretilla,
y el cascanueces.

13. -Palanca de tercer género
La fuerza se encuentra entre el punto
de apoyo y la resistencia. El tercer tipo
es notable porque la fuerza aplicada
debe ser mayor que la fuerza que se
requeriría para mover el objeto sin la
palanca. Este tipo de palancas se utiliza
cuando lo que se requiere es amplificar
la distancia que el objeto recorre.

14. Ejemplos de este tipo de palancas son
las pinzas que se utilizan para depilar y
sacar hielos.

15. Muchos de los músculos y huesos del
cuerpo actúan como palancas. Las de
tercera clase son las más frecuentes.
Principalmente se hallan en las
extremidades, y están destinadas a
permitir grandes, amplios y poderosos
movimientos.

16. Las de las piernas son más fuertes que
las de los brazos, aunque tiene menos
variedad de posiciones al moverse. Con
las palancas en el cuerpo es posible
ejercer fuerzas mayores que las que se
quieren vencer, sin dificultar la
realización de movimientos muy
rápidos.

17. ELEMENTOS ANATOMICOS
ELEMENTOS MECANICOS
HUESOS ----------
PALANCAS
ARTICULACIONES ----------
JUNTAS
MUSCULOS ---------
MOTORES
TENDONES --------- CABLES
LIGAMENTOS ------
REFUERZOS

18. En estos casos F está representada por
la fuerza que ejercen los músculos
encargados de producir los
movimientos, R es la fuerza a vencer (a
levantar, a mover) y el punto de apoyo
es la articulación alrededor del cual
giran los huesos.

19. Las palancas nos permiten
obtener lo que llamamos una
ventaja mecánica, bien sea
multiplicando nuestra fuerza,
ampliando la velocidad
del movimiento o
aumentando nuestra
precisión.

20. Al ejercer una fuerza en un
punto de la palanca, ésta se
transmite a través de ella,
recibiéndose modificada en
otro punto. Esta fuerza
transmitida y modificada por
la palanca se utiliza para
vencer una resistencia.

21. En función de la situación
del punto de apoyo, del
punto de aplicación de la
fuerza ejercida y del punto
en el que la resistencia es
vencida, existen tres tipos de
palancas.

22. Pero las palancas no están
sólo en los artefactos
construidos por el hombre,
podemos encontrarlas por
doquier en la naturaleza. Y
como no, no podían faltar en
una de las máquinas más
perfectas que existen: el
cuerpo humano.

23. De hecho, gran parte del
movimiento de nuestro
cuerpo puede explicarse a
través del trabajo conjunto
de huesos, músculos y
articulaciones, que actúan
como simples palancas.

24. 1. PALANCAS DE PRIMER
GÉNERO
En el movimiento de la cabeza cuando
asentimos, encontramos una palanca
de primer grado.
Al desplazar la cabeza hacia atrás, el
cráneo pivota sobre la vértebra atlas (el
punto de apoyo).

25. Los músculos trapecio y
esternocleidomastoideo, realizan la
fuerza necesaria para mover el peso de
la cabeza.

26. Otro ejemplo lo encontramos al realizar
algo tan cotidiano como llamar a una
puerta.
El músculo que trabaja es el tríceps que
como puedes ver arriba se inserta en el
antebrazo por detrás del codo. Así el
tríceps se contrae, haciendo que el
antebrazo pivote sobre el codo,
moviendo el peso del antebrazo y
alejándolo de nuestro cuerpo

27. Es el mismo movimiento que
cuando se lanza un tiro libre en
baloncesto.

28. 2. PALANCAS DE SEGUNDO
GÉNERO
Las encontramos al caminar, un
movimiento tan genuinamente humano.
Al andar, se ponen en juego distintos
músculos que accionan palancas de 2º
grado, que multiplican la fuerza para
que podamos desplazar el peso de
nuestro cuerpo.

29. En la primera fase observamos cómo nos
impulsamos para elevar el pie, jugando un
papel primordial, los gemelos. Éstos al
contraerse, transmiten su fuerza al talón de
Aquiles, que vence el peso del cuerpo,
haciendo pivotar el pie cerca del nacimiento
de las falanges.

30. En la segunda fase, el pie se deposita
en el suelo suavemente. Al apoyar el
pie en el suelo, éste pivota sobre el
talón (su punto de apoyo). La fuerza la
realizan ahora los músculos tibiales que
permiten que el peso se deposite
suavemente en el suelo.

31. 3. PALANCAS DE TERCER
GÉNERO
Son unas palancas muy utilizadas
en el cuerpo humano. Su ventaja
mecánica es que aumentan el
movimiento, sacrificando así la
fuerza, con el fin de conseguir una
mayor velocidad y un mayor
desplazamiento.

32. Podemos sujetar y elevar pesos en
nuestras manos gracias a la acción de
los bíceps, que ejercen la fuerza
necesaria sobre el antebrazo. Éste
pivota sobre el codo levantando así el
brazo y acercando el objeto a nuestro
cuerpo.

33. También los cuadriceps trabajan accionando
una palanca de tercer género, cuando por
ejemplo, damos una patada al balón en un
partido de fútbol. Así los cuadriceps, hacen
pivotar a la pierna hacia arriba, venciendo
su peso. Fíjate que en este caso el punto de
apoyo es la rodilla.

34. Como puedes observar nos hemos
focalizado en algunas etapas de un
movimiento concreto. En nuestros
movimientos cotidianos el cuerpo utiliza
multitud de músculos que concatenan
diferentes palancas, combinándose la
acción de muchas de ellas a la vez.

35.  un brazo es una palanca de tercer
género donde la fuerza se encuentra
entre el punto de apoyo y la
resistencia: la fuerza necesaria para
levantar un peso va a ser
inversamente proporcional a la
distancia entre este y el punto de
apoyo.
 Es decir: f x d1 = r x d2 ------- f = r x 2
d1

36. Para que la palanca este en equilibrio:
M = f x d1 + r x d2 = 0 donde r es
resistencia, f fuerza y d distancia.

37. Para esto, será necesario hacer los
cálculos antes de experimentar.
Manteniendo constante el peso (0.25
kgr), calcular momento de a (que se
ubicará en el punto de apoyo) con las
tres diferentes distancias (20, 30 y 40
cm).

38. Ma = 10 cm · x – 20 · 0,25 kgr = 0,50
kgr

39. Ma = 10 cm · x – 30 · 0,25 kgr = 0,75kgr

40. Ma = 10 cm · x – 30 · 0,25 kgr = 1kgr