Este capítulo introductorio presenta los conceptos básicos de la mecánica y la biomecánica. Explica que la biomecánica aplica los principios de la mecánica al cuerpo humano. Describe las leyes de Newton, los sistemas de unidades, y los conceptos clave de escalares, vectores, fuerzas y movimiento. También resume el alcance general del texto y la notación que se utilizará.

2. Capítulo 1
Introducción
1.1 Mecánica / 3
1.2 Biomecánica / 5
1.3 Conceptos básicos / 6
1.4 Leyes de Newton / 6
1.5 Análisis dimensional / 7
1.6 Sistemas de Unidades / 9
1.7 Conversión de Unidades / 11
1.8 Matemáticas / 12
1.9 Escalares y Vectores / 13
1.10 Modelado y aproximaciones / 13
1.11 Procedimiento Generalizado / 14
1.12 Alcance del Texto / 14
1.13 Notación / 15
Referencias, lecturas sugeridas y otros recursos / 16
I. Lectura sugerida / 16
II. Temas Avanzados en Biomecánica y Bioingeniería / 17
tercero Libros de Física e Ingeniería Mecánica / 18
IV. Libros sobre Mecánica de Cuerpos Deformables, Mecánica
de Materiales y Resistencia de Materiales / 18
V. Sociedades de Biomecánica / 18
VI. Revistas de Biomecánica / 19
VIII. Programas de posgrado relacionados con la biomecánica
en los Estados Unidos / 19

3. La mecánica es una rama de la física que se ocupa de la
movimiento y deformación de cuerpos sobre los que actúan mecanismos
perturbaciones ical llamadas fuerzas. La mecánica es la más antigua de todas.
ciencias físicas, que se remontan a los tiempos de Arquímedes
(287-212 a. C.). Galileo (1564–1642) y Newton (1642–1727)
fueron los contribuyentes más destacados en este campo. galileo
hizo los primeros análisis y experimentos fundamentales en
dinámica, y Newton formuló las leyes del movimiento y
gravedad.

5. 1.2 Biomecánica
En general, la biomecánica se ocupa de la aplicación de
mecánica clásica a diversos problemas biológicos. Biomecánica
combina el campo de la ingeniería mecánica con los campos de
biología y fisiología. Básicamente, la biomecánica se ocupa
con el cuerpo humano. En biomecánica, los principios de
La mecánica se aplica a la concepción, diseño, desarrollo,
y análisis de equipos y sistemas en biología y medicina
cine. En esencia, la biomecánica es una ciencia multidisciplinar.
relacionado con la aplicación de principios mecánicos a la
cuerpo humano en movimiento y en reposo.

6. El desarrollo del campo de la biomecánica ha mejorado nuestra
comprensión de muchas cosas, incluidas las normales y las patológicas.
situaciones icas, mecanica del control neuromuscular, mecanica
del flujo sanguíneo en la microcirculación, mecánica del flujo de aire en
el pulmón y la mecánica del crecimiento y la forma. ha contribuido
al desarrollo de diagnósticos y tratamientos médicos
procedimientos.
1.3 Conceptos básicos
La ingeniería mecánica se basa en la mecánica newtoniana en
cuyos conceptos básicos son longitud, tiempo y masa. Estos son
conceptos absolutos porque son independientes entre sí.
La longitud es un concepto para describir cuantitativamente el tamaño.

7. La inercia también puede ser
Se define como la capacidad de un cuerpo para mantener su estado de reposo o
Movimiento uniforme.
Otros conceptos importantes en mecánica no son absolutos sino
derivados de los conceptos básicos. Estos incluyen fuerza, momento
o torque, velocidad, aceleración, trabajo, energía, potencia, impulso,
Momento, esfuerzo y deformación. La fuerza se puede definir en muchos
formas, tales como perturbaciones mecánicas o carga. La fuerza es la
acción de un cuerpo sobre otro. Es la fuerza aplicada sobre un
cuerpo que hace que el cuerpo se mueva, se deforme, o ambos. Momento
o torque es la medida cuantitativa de la rotación, flexión
o acción de torsión de una fuerza aplicada sobre un cuerpo.

8. la velocidad es
definida como la tasa de tiempo de cambio de posición. La tasa de tiempo de
aumento de la velocidad, por otro lado, se denomina aceleración.
Descripciones detalladas de estos y otros conceptos relevantes se
proporcionarse en capítulos posteriores.
1.4 Leyes de Newton
Todo el campo de la mecánica se basa en unas pocas leyes básicas. Entre
estas, las leyes de la mecánica introducidas por Sir Isaac Newton
forman la base para los análisis en estática y dinámica.
6 Fundamentos de la Biomecánica
La primera ley de Newton establece que un cuerpo que originalmente está en
reposo
permanecer en reposo, o un cuerpo en movimiento se moverá en línea recta
con velocidad constante, si la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo es
cero.

9. La fuerza neta simplemente se refiere a la del efecto combinado de todas las fuerzas que actúan sobre
un cuerpo. Si la fuerza neta actuando sobre un cuerpo es cero, no significa necesariamente que haya
No hay fuerzas que actúen sobre el cuerpo. Por ejemplo, puede haber dos fuerzas iguales y opuestas
aplicadas sobre un cuerpo de modo que la El efecto combinado de las dos fuerzas sobre el cuerpo es
cero, suponiendo que ya que el cuerpo es rígido
La segunda ley de Newton establece que un cuerpo sobre el que actúa una fuerza neta
acelerará en la dirección de esa fuerza, y que la La magnitud de la aceleración será
directamente proporcional a la magnitud de la fuerza neta e inversamente proporcional
a la masa del cuerpo
La tercera ley de Newton establece que para cada acción siempre hay un
reacción igual, y que las fuerzas de acción y reacción entre cuerpos que
interactúan son iguales en magnitud, opuestos en dirección, y tienen la misma
línea de acción.

10. El diagrama de cuerpo libre de un componente de una estructura es uno en
que las partes circundantes de la estructura son reemplazadas por
fuerzas equivalentes. Es una ayuda eficaz para estudiar las fuerzas
involucrados en la estructura.
1.5 Análisis dimensional
El término "dimensión" tiene varios usos en mecánica. Esta usado
para describir el espacio, como por ejemplo al referirse a
unidimensional, bidimensional o tridimensional
situaciones Dimensión también se usa para denotar la naturaleza de
cantidades.
La dimensión es una descripción general de un
cantidad, mientras que la unidad está asociada con un sistema de unidades
El flujo de eventos se mide en segundos, minutos, horas o incluso
días, es un punto de tiempo cuando comenzó un evento específico y luego
terminó Entonces decimos que su dimensión es “tiempo”.
Hay dos conjuntos de dimensiones.

11. En
este texto, usaremos letras mayúsculas L, T y M para especificar el
dimensiones primarias longitud, tiempo y masa, respectivamente. Nosotros
se utilizarán corchetes para indicar las dimensiones de los
cantidades. Las dimensiones básicas son:
1⁄2 1⁄4 LARGO L
1⁄2 1⁄4 TIEMPO T
1⁄2 1⁄4 MASA M
Las dimensiones secundarias están asociadas con conceptos dependientes.
Por lo tanto,
la dimensión del área es:
1⁄2 1⁄4 AREA 1⁄2 LONGITUD 1⁄2 1⁄4 LONGITUD LL 1⁄4 L2 Para explicar esta ley, considere lo siguiente:
ecuación arbitraria:
Z 1⁄4 aX þ bY þ c
Para que esta ecuación sea dimensionalmente homogénea, cada
la agrupación en la ecuación debe tener la misma dimensión
representación

12. 1.6 Sistemas de Unidades
Ha habido una serie de diferentes sistemas de unidades adoptadas
en diferentes partes del mundo. Por ejemplo, están los británicos.
sistema gravitacional o pie-libra-segundo, el gaussiano (met-
ric absoluto) o sistema centímetro-gramo-segundo (c-g-s), y
el sistema métrico gravitatorio o metro-kilogramo-segundo (mks)
artículo La falta de un estándar universal en unidades de medida a menudo
causa confusión.
En 1960, una Conferencia Internacional sobre Pesos y Medidas
se llevó a cabo para traer una orden a la confusión que rodea a la
unidades de medida.

14. Tenga en cuenta que "kilogramo" es la unidad de masa en el SI. Por ejemplo,
Considere un objeto de 60 kg. El peso del mismo objeto en SI es
60 kg 9:8m=s2 1⁄4 588N, siendo el factor 9,8 m/s2 el
magnitud de la aceleración gravitacional.
Tres
ciento sesenta grados es igual a una revolución (rev) o
2π radianes (rad), donde π 1⁄4 3,1416. La unidad SI de temperatura es
Kelvin (K). Sin embargo, el grado Celsius (C) es más comúnmente
usado. La unidad británica de temperatura es el grado Fahrenheit (F).
1.7 Conversión de Unidades
El Sistema Internacional de Unidades es una versión revisada del
sistema métrico que se basa en el sistema decimal.

17. 1.8 Matemáticas
Las aplicaciones de la biomecánica requieren cierto conocimiento de
matemáticas. Estos incluyen geometría simple, propiedades de la
triángulo rectángulo, álgebra básica, diferenciación e integración.

18. 1.9 Escalares y Vectores
En mecánica se distinguen dos tipos de cantidades. un escalar
cantidad, como la masa, la temperatura, el trabajo y la energía, tiene
magnitud solamente. Una cantidad vectorial, como fuerza, velocidad y
aceleración, tiene una magnitud y una dirección. a diferencia de
escalares, las cantidades vectoriales se suman de acuerdo con las reglas del vector
álgebra. El álgebra vectorial se tratará en detalle en el Cap. 2.
1.10 Modelado y Aproximaciones
Uno necesita hacer ciertas suposiciones para simplificar complejos
sistemas y problemas para lograr soluciones analíticas. El
modelo completo es el que incluye los efectos de todas las partes
constituyendo un sistema. Sin embargo, cuanto más detallado sea el modelo,
más difícil la formulación y solución del problema.
Si la tarea es analizar las fuerzas
involucrados en las articulaciones y los músculos durante un humano particular
actividad, el mejor enfoque es predecir qué grupo muscular está
los más activos y configurar un modelo que descuida todos los demás músculos
grupos Como veremos en los siguientes capítulos, el hueso es un
cuerpo deformable. Si las fuerzas involucradas son relativamente pequeñas,
entonces el hueso puede tratarse como un cuerpo rígido

19. 1.11 Procedimiento Generalizado
El método general para resolver problemas en biomecánica puede
resumirse de la siguiente manera:
1. Seleccione el sistema de interés.
2. Postular las características del sistema.
3. Simplifique el sistema haciendo aproximaciones adecuadas.
Establezca explícitamente supuestos importantes.
4. Forma una analogía entre las partes del cuerpo humano y las básicas.
elementos mecanicos
5. Construya un modelo mecánico del sistema.
6. Aplicar principios de mecánica para formular el problema.
7. Resuelve el problema de las incógnitas.
8. Compare los resultados con el comportamiento del sistema real.
Esto puede implicar pruebas y experimentos.
9. Si no se logra un acuerdo satisfactorio, los pasos 3 a
7 debe repetirse considerando diferentes supuestos
y un nuevo modelo del sistema.

20. 1.12 Alcance del Texto
Los cursos de biomecánica se imparten en una amplia variedad de
programas académicos a estudiantes con muy diferentes
antecedentes y diferentes niveles de preparación provenientes de
diversas disciplinas de la ingeniería
1.13 Notación
Durante la preparación de este texto, se prestó especial atención a la
Uso constante de la notación. Los términos importantes están en cursiva
donde se definen o describen (por ejemplo, la fuerza se define
como carga o perturbación mecánica). Los símbolos de las cantidades son
también en cursiva (por ejemplo, m para masa). Las unidades no están en cursiva
(por ejemplo, kg por kilogramo). Las letras subrayadas se utilizan para
referirse a cantidades vectoriales (por ejemplo, vector de fuerza F). Secciones
y subsecciones marcadas con una estrella se consideran opcionales.
En otras palabras, el lector puede omitir una sección o subsección
marcado con una estrella sin perder la continuidad de los temas
cubierto en el texto.