Este documento describe una práctica sobre palancas óseas. El objetivo general es estudiar la flexión del brazo como una palanca ósea de tercer tipo. Se explican conceptos de mecánica y biomecánica, así como los tres tipos de palancas. La práctica mide las distancias del codo a la inserción del bíceps y la mano para calcular la ventaja mecánica del sistema brazo-antebrazo-mano.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE BIOLOGÍA
PRÁCTICA Nº 04
“PALANCAS ÓSEAS”
CURSO : BIOFÍSICA
PROFESOR : MONCADA SOSA, Wilmer
ALUMNOS : ESTRADA OCHOA FREDY
GRUPO : JUEVES DE 11AM –2PM
AYACUCHO – PERÚ

2. PALANCAS ÓSEAS
I. OBJETIVOS:
Objetivos Generales : Estudiar la flexión del “brazo” como palanca ósea de tercer
género.
Objetivos Específicos : Determinar la ventaja mecánica del sistema brazo,
antebrazo, mano.
II. MARCO TEÓRICO:
Esfuerzos de trabajo
Mecánica y biomecánica:
Para el estudio y análisis del movimiento humano se aplican los principios de la
mecánica y la biomecánica al cuerpo humano. La mecánica se utiliza en el estudio de las
fuerzas y sus efectos, mientras que la biomecánica se apoya en la aplicación de los
principios de la mecánica, la anatomía, la antropometría, y la fisiología, para analizar a la
persona tanto en movimiento como en reposo.
En otras palabras, podríamos adelantar una definición de la biomecánica como la
ciencia que aplica las leyes del movimiento mecánico en los sistemas vivos, especialmente
en el aparato locomotor, que intenta unir en los estudios humanos la mecánica al estudio
de la anatomía y de la fisiología, y que cubre un gran abanico de sectores a analizar desde
estudios teóricos del comportamiento de segmentos corporales a aplicaciones prácticas en
el transporte de cargas. Al analizar el movimiento en la persona, la biomecánica trata de
evaluar la efectividad en la aplicación de las fuerzas para asumir los objetivos con el menor
coste para las personas y la máxima eficacia para el sistema productivo.
Ahora bien, un estudio completo de las fuerzas presentes en un cuerpo en
movimiento es un problema complejo que no puede quedarse sólo en el aspecto
biomecánico lato, ya que el movimiento del cuerpo se realiza con la participación (con una
alta implicación) de los sistemas nervioso y cardiovascular, y una colaboración, en mayor o
menor medida, del resto de los sistemas del organismo.
Un examen elemental del sistema muscular permite comprobar que las fibras
musculares no están dispuestas de la misma forma. La estructura interna de los músculos
determina la fuerza que pueden producir, así como la distancia sobre la que pueden
contraerse. El resultado de una contracción muscular depende además de los puntos de
unión de un músculo sobre el segmento óseo del esqueleto, ya que el ángulo con el que
un músculo ejerce una tracción sobre una palanca ósea sirve para establecer sus
componentes de rotación y tracción.
Por otro lado, debemos considerar el punto de aplicación, o sea, la distancia entre
el punto donde un músculo está unido a un hueso y el eje articular, lo cual determina el
valor del momento de la fuerza que puede producirse. Cuando dos o más músculos actúan

3. sobre un mismo hueso, el resultado final de la fuerza desarrollada por cada músculo
depende de sus ángulos de tracción y de sus posiciones con respecto al eje articular.
Terminología y conceptos básicos:
La mecánica se puede dividir en dos partes: la estática y la dinámica. La estática
estudia los cuerpos en equilibrio, en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (este
estado resulta de la anulación de las fuerzas y momentos que actúan sobre los cuerpos),
mientras que la dinámica se interesa por los cuerpos en movimiento y comprende la
cinética y la cinemática.
La cinética tiene por objeto de estudio los cuerpos en movimiento y las fuerzas
que lo producen, mientras que la cinemática estudia las relaciones entre desplazamientos,
velocidades y aceleraciones en los movimientos de traslación y rotación; por tanto,
describe los movimientos por ellos mismos sin tener en cuenta las fuerzas que los causan.
Podríamos tipificarla como a la ciencia del movimiento.
Uno de los conceptos básicos en mecánica es la fuerza. Esta se puede
representar como el resultado de interacción entre dos cuerpos. Existen interacciones a
distancia y otras por contacto. El peso de un cuerpo, interacción entre la tierra y el cuerpo,
representa interacción a distancia. Por el contrario, la fuerza ejercida en una mesa por un
destornillador que se deposita en ella representa una interacción por contacto.
Palancas Óseas:
Este tema es sumamente estudiado por la Biomecánica, la correcta aplicación de
las palancas en los distintos deportes, una correcta técnica y una efectiva aplicación de las
palancas óseas aumentaran el rendimiento, hoy en día se cuentan con aparatos
computarizados que analizan el movimiento humano y determinan el momento de
aplicación de la fuerza de acuerdo a la palanca ósea.

4. El cuerpo humano es un sistema de palancas, los 3 tipos de palancas que se
conocen en la física, también se aplican en el cuerpo humano, las palancas son útiles para
una correcta aplicación de la fuerza y las podemos observar en casi todas las acciones de
la vida cotidiana, como abrir una puerta, destapar una botella etc.
Las articulaciones serian las bisagras y las contracciones de los músculos
conducen el movimiento de las uniones alrededor des sus centros de rotación, todos los
movimientos musculares son de rotación y pueden ser medidos en grados o radianes.
Una palanca no es más que una barra rígida que gira sobre un punto fijo que la
física suele llamar eje o punto de apoyo, la porción de la palanca se encuentra entre el
punto de apoyo y el peso o resistencia, denominada brazo de palanca (o brazo de
potencia) Cuando hablamos de eficiencia mecánica hablamos de la relación entre el brazo
de resistencia y el brazo de palanca.
Las palancas sirven para lograr una ventaja mecánica al aplicar una fuerza
pequeña sobre una gran resistencia.
La fuerza generalmente se logra con un brazo de potencia corto y un brazo de
resistencia largo, ejemplos sería los bates de béisbol, los palos de jockey, las raquetas de
tenis etc., son óptimas para logra velocidad dado su amplitud de movimiento.
Los instrumentos tales como carretillas, tenazas y palancas de hierro tienen por
objeto disminuir los brazos de resistencia y aumentar los brazos de potencia logrando una
ventaja mecánica al permitir un mayor rendimiento con una menor fuerza muscular, en
este caso con un detrimento de la velocidad.
El cuerpo como un sistema de palanca podemos decir que está más predispuesto
a la velocidad que a la fuerza.
Palancas de Primer Género
Una palanca es de primer tipo cuando el punto de apoyo está ubicado entre la
resistencia y la potencia.
Mientras el punto de apoyo mas cerca esta de la carga entonces la fuerza aplicada
puede ser menor. Es nuestra idea intuitiva de palanca, algo que nos ayuda a mover una
carga pesada.
Sabiendo que en el equilibrio de la palanca se cumple:
Q x bQ = F x bF, se deduce:
• Cuando el brazo de la potencia es mayor que el brazo de la resistencia (bF > bQ), la
potencia es menor que la resistencia (F < Q) y, en consecuencia, se gana fuerza.
• Si bF < bQ resulta F > Q. Se pierde fuerza.
• Cuando bF = bQ, es F = Q. No se gana ni se pierde fuerza.
Ejemplos:

5. Palancas de Segundo Género
La resistencia se encuentra entre el punto de apoyo y la potencia, en este caso se
sacrifica velocidad para ganar fuerza (ejemplo la carretilla, los rompenueces), en el cuerpo
humano casi no se encuentran este tipo de palancas, pero un ejemplo sería la apertura de
la boca contra una resistencia
Ejemplos:
Palancas de Tercer Género
En este caso la Potencia se aplica entre el punto de apoyo y la resistencia,
(ejemplo el resorte que cierra la puerta de vaivén), este es el tipo de palanca más
frecuente en el cuerpo humano ya que permite que los músculos se inserte cerca de las
articulaciones y generen movimientos amplios y rápidos, pero con un detrimento de la
fuerza. Por ello decimos que el cuerpo humano está más preparado para desarrollar
velocidad que fuerza.
Ejemplos:
Por lo tanto en la determinación de la fuerza también influirán:
1. La eficacia mecánica (Las palancas arriba estudiadas)
2. El brazo de potencia: un brazo de potencia largo proporciona a la palanca una
ventaja mecánica en el sentido de capacitarla para levantar cargas pesadas, un brazo de

6. potencia corto determinará una desventaja mecánica en el levantamiento de cargas
pesadas
3. El brazo de resistencia: un brazo de resistencia largo es una desventaja para
levantar cargas pesadas pero es ventajoso para los movimientos veloces y para imprimir
aceleración a los objetos livianos, un brazo de resistencia corto proporciona a la palanca
una ventaja en el levantamiento de pesas
4. La inercia: Se ha de aplicar más fuerza a un objeto detenido que a uno en
movimiento, se ha de aplicar más fuerza para detener bruscamente un objeto que para
detenerlo en gradualmente, cuando realizamos levantamiento de pesas, cuando vencemos
la inercia luego nos resulta más fácil finalizar el movimiento.
5. El ángulo de tracción: influye notablemente en la aplicación de la fuerza, una
tracción en un ángulo de 90º con la palanca proporciona la mayor eficiencia mecánica
• Ángulo de 90º: fuerza máxima del 100 %
• Angulo de 180º: Pérdida máxima del 40%
• Ángulo de 25º: Pérdida máxima del 75%
6. Condiciones de estiramiento: cuanto mayor estiramiento muscular mayor
amplitud de movimiento y mayor capacidad para la aplicación de la fuerza.
7. La temperatura muscular: influye en la tensión muscular, un músculo contraído
anteriormente y con una previa entrada en calor se podrá contraer con mayor tensión
muscular.
III. MATERIALES Y EQUIPOS:
 01 Soporte universal.
 01 pinza.
 01 mordaza
 01 regla de 50 cm.
 03 huesos (húmero, cubito y radio)
 01 mano.
 01 dinamómetro de 10 N.
 02 metro de hilo nylon.
 10 pesas.
IV. PROCEDIMIENTO Y TOMA DE DATOS:
1. Instala el equipo como se muestra en la figura.
2. Mide las distancias de la articulación del codo al punto de inserción del bíceps y a
la palma de la mano.
a = 10 cm. c = 31 cm.

7. 3. Calcula el peso del antebrazo más la mano determinando la tensión que ejerce el
bíceps (dinamómetro) para mantener el antebrazo en posición horizontal; mide también el
ángulo que forma el eje del bíceps con el radio.
F = 5.2 N. θ = 75º
4. Coloca las pesas en la mano (usando el porta pesas) de dos en dos y lee la fuerza
que ejerce el bíceps (dinamómetro para mantener el antebrazo en posición horizontal.
Anota los resultados en la tabla para cada par de pesas
TABLA I
R (N) F (N) P (N) V.M Distancias
2.77 N 5.5 N
5.5
Sen73º
a = 10 cm.
b = 18 cm.
c = 31 cm.
2.87 N 5.7 N
5.7
Sen75º
2.97 N 6.0 N 6 Sen 70º
3.02 N 6.3 N
6.3
Sen65º
V. ANÁLISIS DE DATOS:
Hallando la resistencia (R)
b
Pa
R 
 
b
aSenF
R

 1
1
 
b
aSenF
R

 2
2
 
18
10º735.5
1
Sen
R


 
18
10º727.5
2
Sen
R


NR 77.21  NR 87.22 
 
b
aSenF
R

 3
3
 
b
aSenF
R

 4
4
 
18
10º706
3
Sen
R


 
18
10º653.6
4
Sen
R


NR 97.23  NR 02.34 
Hallando la ventaja mecánica (VM)

8. P
R
VM 
5266.0
9563.0
5036.0
º73
5036.0
º735.5
77.2
1
1
1 


SenSenN
N
P
R
VM
5294.0
9510.0
5035.0
º72
5035.0
º727.5
87.2
2
2
2 


SenSenN
N
P
R
VM
4842.0
9396.0
445.0
º70
445.0
º706
97.2
3
3
3 


SenSenN
N
P
R
VM
5289.0
9093.0
4793.0
º65
4793.0
º653.6
02.3
4
4
4 


SenSenN
N
P
R
VM
4
4321 VMVMVMVM
X VM


5173.0
4
5289.04842.05294.05266.0


VMX
VI. RESULTADOS:
Se obtuvo el siguiente resultado
5173.0VMX
VII. CONCLUSIONES
 Logramos comprender el estudio de la flexión del “brazo” como palanca ósea de
tercer género.
 Se determinó la ventaja mecánica del sistema brazo, antebrazo y mano.
VIII. CUESTIONARIO:
1. ¿Cuál es el peso del sistema antebrazo – mano suponiendo que su CG se
encuentra a 18 cm. del codo?
 
b
aP
R 
 
b
aSenF
R



9.  
18
10º752.5 Sen
R


7903.2R
2. Usando los datos de la TABLA I determinar la Ventaja mecánica de la
palanca ósea. Indica las fuentes de error
P
R
VM 
5266.0
9563.0
5036.0
º73
5036.0
º735.5
77.2
1
1
1 


SenSenN
N
P
R
VM
5294.0
9510.0
5035.0
º72
5035.0
º727.5
87.2
2
2
2 


SenSenN
N
P
R
VM
4842.0
9396.0
445.0
º70
445.0
º706
97.2
3
3
3 


SenSenN
N
P
R
VM
5289.0
9093.0
4793.0
º65
4793.0
º653.6
02.3
4
4
4 


SenSenN
N
P
R
VM
4
4321 VMVMVMVM
X VM


4
5289.04842.05294.05266.0 
VMX
5173.0VMX
Las fuentes de error observadas en la experimentación fueron las
siguientes:
 Error de Paralelaje: Se debió a la postura que toma el observador para la
lectura de la medición.
 Error de lectura mínima: Dado durante la lectura del dinamómetro y la
medición del ángulo, estos oscilaban entre dos puntos.
 Error de apreciación: Se debió a la incertidumbre de saber si el dinamómetro
estaba bien calibrado.
Otro error producido fue que el antebrazo y mano en acorde con el brazo no
formaban un ángulo recto que era lo requerido para la experimentación.

10. 3. ¿Cuál es la ventaja teórica de esta palanca?¿Qué diferencia hay con la VM
determinada en el paso (2), por qué?
La ventaja teórica es siguiente:
28.0
18
5

b
a
VMT
5173.0exp VM
Esto se debe a que en VMT actúan las medidas mientras que en la VMexp actúan
las fuerzas.
En la VMT la distancia del punto de apoyo con el punto de concatenación de la
articulación del bíceps es de 5 cm. y en la VMexp esto equivale a 10 cm.
4. ¿Qué efectos produce el músculo sobre la palanca ósea? Explique cada una
Se producen 3 efectos:
a) Efecto Estático: La fuerza muscular y el peso están equilibrados. El antebrazo se
mantiene flexionado (horizontal) con el brazo sin movimiento (posición vertical).
b) Efecto Dinámico Concéntrico: Consiste en una contracción con aproximación de
dos puntos de inserción del músculo y disminución de la longitud del mismo. De esta
manera, estando el antebrazo extendido al flexionarlo sobre el brazo realiza una
contracción dinámica concéntrica.
c) Efecto Dinámico Excéntrico: Consiste en una contracción continua con
alargamiento del músculo y separación de sus puntos de inserción. En esta contracción la
potencia muscular (P) es inferior a la resistencia (kR). En nuestro ejemplo esto
corresponde a la extensión del brazo la acción de la gravedad, frenado por la contracción
del bíceps.
IX. BIBLIOGRAFÍA:
 http://www.portalfitness.com/servicios/curso_demo/05.htm

11.  http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://html.rincondelvago.com/files/5/4
/8/000165486.png&imgrefurl=http://html.rincondelvago.com/la-
palanca_1.html&h=129&w=450&sz=20&hl=es&start=5&tbnid=E65KelnyPsw9yM:&tbnh=36
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