Principios Fundamentales de la Biomecánica y el Movimiento Humano

Biomecánica: Estudio del Movimiento Humano

La Biomecánica es el estudio de la mecánica relacionada con el análisis funcional y anatómico del cuerpo humano.

Mecánica: Fundamentos de las Fuerzas Físicas

La Mecánica es el estudio de las acciones físicas de las fuerzas.

Estática

La Estática implica el estudio de los sistemas que están en un estado constante de movimiento, ya sea en reposo (sin movimiento) o moviéndose a una velocidad constante (sin aceleración). Esto implica que todas las fuerzas que actúan en el cuerpo están en equilibrio.

Dinámica

La Dinámica implica el estudio de los sistemas en movimiento con aceleración.

Cinemática: Descripción del Movimiento

La Cinemática es la descripción del movimiento e incluye la consideración de factores como el tiempo, el desplazamiento, la velocidad, la aceleración y el espacio del movimiento del sistema.

Cinética: Fuerzas Asociadas al Movimiento

La Cinética es el estudio de las fuerzas asociadas al movimiento de un cuerpo.

Tipos de Máquinas en el Cuerpo Humano

Utilizamos los músculos para aplicar fuerza en los huesos en los que se insertan, con el fin de provocar, controlar o impedir el movimiento en las articulaciones que cruzan. Las máquinas simples son la palanca, la rueda y el eje, la polea, el plano inclinado, la rosca y la cuña. La disposición del sistema musculoesquelético ofrece tres tipos de máquinas para producir movimiento:

• Palancas
• Ruedas y Ejes
• Poleas

Palancas

Las Palancas rotan alrededor de un eje como resultado de la fuerza que se aplica para provocar el movimiento contra una resistencia o un peso. Las ventajas mecánicas de las palancas pueden determinarse usando las siguientes ecuaciones:

• Ventaja Mecánica = Resistencia / Fuerza
• Ventaja Mecánica = Longitud del Brazo de Fuerza / Longitud del Brazo de Resistencia

Palancas de Primer Género

En las palancas de primer género, el eje se encuentra entre la fuerza y la resistencia.

• Ejemplos comunes: la palanca de pie de cabra, el balancín, las tijeras, el remo.
• Ejemplo en el cuerpo: el tríceps en la extensión del codo por encima de la cabeza, donde el tríceps aplica fuerza en el olécranon al extender el antebrazo no apoyado en el codo.

Palancas de Segundo Género

Las palancas de segundo género están destinadas a producir movimientos de fuerza, ya que una gran resistencia puede moverse con una fuerza relativamente pequeña. La resistencia se encuentra entre el eje y la fuerza.

• Ejemplos comunes: un abridor de botella, una carretilla, un cascanueces.
• Ejemplo en el cuerpo: la flexión plantar del tobillo para ponerse de puntillas.

Palancas de Tercer Género

En las palancas de tercer género, la fuerza se aplica entre el eje y la resistencia. Están destinadas a producir velocidad y un amplio rango de movimientos.

• Ejemplos comunes: una catapulta, una puerta de pantalla que se acciona con un muelle corto.
• Ejemplo en el cuerpo: el bíceps braquial.

Torque: El Momento de Fuerza

El Torque, o momento de fuerza, es el efecto de giro de una fuerza excéntrica. Una fuerza excéntrica es una fuerza que se aplica en una dirección que no está alineada con el centro de rotación de un objeto con un eje fijo. La cantidad de torque puede determinarse multiplicando la cantidad de fuerza por el brazo de fuerza. El brazo de resistencia puede definirse como la distancia entre el eje y el punto de aplicación de la resistencia.

Ruedas y Ejes en el Sistema Musculoesquelético

Las Ruedas y Ejes se utilizan para mejorar el rango de movimientos y la velocidad del movimiento en el sistema musculoesquelético. Funcionan como una forma de palanca; cuando la rueda o el eje giran, el otro también debe girar al mismo tiempo.

• Ventaja Mecánica = Radio de la Rueda / Radio del Eje
• La ventaja mecánica de una rueda y un eje en estas condiciones también puede calcularse como: Ventaja Mecánica = Radio del Eje / Radio de la Rueda

Poleas: Cambio de Dirección de la Fuerza

Las Poleas simples poseen un eje fijo y actúan para cambiar la dirección eficaz de la aplicación de la fuerza. Numerosas máquinas de peso usan poleas. En el cuerpo humano se encuentra un ejemplo en el maléolo lateral.