Biomecánica medica
- 1. UNIVERSIDAD AUTÒNONA DE BAJA CALIFORNIA CENTRO DE CIENCIAS DE LA SALUD VALLE DE LAS PALMAS Equipo no.2 Aguirre Valdez Tiaré Cortez Gonzalez Brandon López Ruiz Erick Rosendo Escobar Hernandez Jaime Armando Biomecánica Médica
- 2. ¿QUE ES? La biomecánica es una disciplina científica que tiene por objetivo el estudio de las estructuras de carácter mecánico que existen en el cuerpo humano. Utiliza conocimientos de mecánica, ingeniería, anatomía, fisiología y otras disciplinas para estudiar el comportamiento del cuerpo humano y resolver los problemas derivados de las diversas condiciones a las que este puede verse sometido.
- 3. La biomecánica se ha desarrollado principalmente en 3 áreas MÉDICA: Analiza patologías y establece soluciones. DEPORTIVA: Desarrollo de técnicas y de materiales que ayuden a mejorar el rendimiento. OCUPACIONAL: Analiza la relación mecánica de cuerpo con los elementos que interactua en distintos ambientes.
- 4. DENTRO DE ESTA ÁREA SE MANEJAN LOS CONCEPTOS SIGUIENTES:
- 5. TRABAJO UNA FUERZA CONSTANTE GENERA TRABAJO CUANDO, APLICADA A UN CUERPO, LO DESPLAZA A DETERMINADA DISTANCIA. EL TRABAJO ES ENERGÍA EN MOVIMIENTO, SI UNA FUERZA CONSTANTE NO PRODUCE MOVIMIENTO, NO SE REALIZA TRABAJO. EL TRABAJO SE EXPRESA EN JULES (J)
- 6. Cuando la fuerza tiene la dirección de movimiento: L=F*d L= trabajo realizado por la fuerza Cuando la fuerza aplicada tiene una inclinación α respecto al movimiento: L= F*cos α*d
- 7. ENERGÍA La energía se define como la capacidad para realizar un trabajo o transferir calor. Se realiza trabajo cuando se desplaza una masa a lo largo de una distancia. Son formas comunes de energía; la luz, el calor, la energía eléctrica, la energía mecánica y la energía química.
- 8. La energía se puede convertir de una forma en otra. Por ejemplo, cuando enciendes una linterna, la energía química almacenada en las baterías se convierte en energía eléctrica y, finalmente, en luz y un poco de energía calorífica.
- 9. CLASIFICACIÓN DE ENERGÍA Las diversas formas de energía se clasifican como energía cinética o energía potencial.
- 10. ENERGÍA POTENCIAL La energía potencial es energía almacenada; es la energía que un objeto posee en virtud de su posición o de su composición química. Los alimentos que ingerimos los seres humanos disponen de la energía potencial en forma de energía química, la cual el organismo libera por medio de diferentes reacciones.
- 11. Es necesario destacar que la energía potencial no se obtiene a partir del desplazamiento de los cuerpos, sino que se refiere a la capacidad de los cuerpos de crear fuerza X cuando estan inmoviles, tomando en cuenta su posición en el espacio. En este sentido se diferencia de la energía cinética, la cual se manifiesta cuando el cuerpo está en movimiento.
- 12. Tipos de energía potencial Gravitacional: Energía que se almacena en un objeto como resultado de la posición vertical de los mismos o de la altura a la que se encuentren. En este caso, la fuerza gravitacional, que atrae a todos los objetos hacia el centro de la tierra, es la responsable del almacenamiento de energía en los objetos. Se calcula a través de la siguiente ecuación: Energía potencial gravitacional = masa x gravedad (9, 8 N/kg en la Tierra) x altura.
- 13. Elástica: La energía se encuentra almacenada en materiales elásticos y es el resultado de los procesos de atracción y de compresión a los que son sometidos, mientras más se estiren mayor será la energía potencial.
- 14. Electrostática: La energía se da entre objetos que se repelen o se atraen. En los objetos que se atraen, la energía potencial será mayor mientras más lejos estén; por su parte, en los objetos que se repelen, la energía potencial será mayor mientras estén más cerca. Química: La energía potencial química es aquella que tiene la capacidad de transformar ciertos químicos en energía cinética.
- 15. ENERGÍA CINÉTICA La energía cinética es la energía que poseen los cuerpos debido a su movimiento. En términos matemáticos, la energía cinética (E.C.) de un objeto es igual a la mitad de su masa (m) multiplicada por el cuadrado de su velocidad (v).
- 16. Ejemplo: En el juego de billar una pelota es golpeada por un bastón de madera y ésta a su vez golpeará otra pelota, esto quiere decir que un objeto que se encuentra en movimiento proporciona energía.
- 17. Fuerza Desde el punto de vista de la física, decimos que se manifiesta una fuerza cuando hay algo que es capaz de iniciar o detener el movimiento de un objeto. O que ese “ algo “ es capaz de modificar la velocidad de dicho objeto , ya sea aumentándola o disminuyéndola, o cuando se produce algún cambio de dirección, o cuando vemos que el resultado de una fuerza produce deformación del objeto en cuestión.
- 18. Fuerza La aceleración está asociada a la velocidad. Recordemos que la velocidad ( rapidez, cuando no le asignamos dirección y sentido alguno ), es la distancia recorrida en función del tiempo : v = d / t En otras palabras, para cada unidad de tiempo, corresponderá una cierta cantidad de distancia recorrida. Pero cuando expresamos la velocidad en función del tiempo, nos hallamos frente al concepto de aceleración, que representa los cambios de velocidad por unidad de tiempo: a = v / t
- 19. Fuerza Muscular En el análisis de la estructura de una fibra muscular, se mencionó que lo que caracteriza a este tejido es su capacidad de producir tensión y acortamiento. Lógicamente que si esta tensión provocada por el deslizamiento de los puentes de actina y miosina no fuese gradual, la mayoría de los movimientos serían de tipo balístico La graduación en el desarrollo de tensión es fundamental para comprender en profundidad como hace el músculo para manejar distintas situaciones que se le presentan tanto en la vida cotidiana como a nivel deportivo.
- 20. CAPACIDAD DE PRODUCIR TENSIÓN QUE TIENE EL MÚSCULO AL ACTIVARSE DEPENDE DE: 1- NÚMERO DE PUENTES CRUZADOS DE ACTO-MIOSINA 2- NÚMERO DE SARCÓMEROS EN PARALELO ( ÁREA ) 3- TENSIÓN ESPECÍFICA POR UNIDAD DE ÁREA 4- LONGITUD DE LA FIBRA 5- TIPO DE FIBRA 6- FACTORES REGULATORIOS DE LA ACTIVACIÓN MUSCULAR 7- ÁNGULO ARTICULAR 8- RECLUTAMIENTO DE FIBRAS Y DE SARCÓMEROS 9- VELOCIDAD DEL MOVIMIENTO
- 21. El número de puentes cruzados que se pueden establecer en cantidad y por unidad de tiempo, es un factor determinante de la capacidad de la fibra de desarrollar tensión Hay que recordar que un puente cruzado tiene un ciclo determinado por las siguientes fases: 1- Acoplamiento 2- Tracción concéntrica 3- Desacople La velocidad con que se pueda llevar a cabo estas fases, dará lugar a la generación de potencia ( Potencia = Fuerza x Velocidad )
- 22. Potencia En física, potencia (símbolo P) es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. Si W es la cantidad de trabajo realizado durante un intervalo de tiempo de duración Δt, la potencia media durante ese intervalo está dada por la relación: La potencia instantánea es el valor límite de la potencia media cuando el intervalo de tiempo Δt se aproxima a cero. En el caso de un cuerpo de pequeñas dimensiones:
- 23. Potencia mecánica La potencia mecánica aplicada sobre un sólido rígido viene dada por el producto de la fuerza resultante aplicada por la velocidad: Si además existe rotación del sólido y las fuerzas aplicadas están cambiando su velocidad angular:
- 24. Potencia eléctrica La potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo viene dada por la expresión.
- 25. Energía Mecánica. ¿Que es? se puede definir como la capacidad de producir un trabajo mecánico, el cual posee un cuerpo, debido a causas de origen mecánico, como su posición o su velocidad. Existen dos formas de energía mecánica que son la energía cinética y la energía potencial.
- 26. Energía mecánica. Es decir, la energía mecánica es la suma de las energías potencial (energía almacenada en un sistema), cinética (energía que surge en el mismo movimiento) y la elástica de un cuerpo en movimiento.
- 27. Energía Mecánica. Tipos de energía mecánica. (ejemplos) ● Energía eólica. ● Energía hidráulica. ● Energía mareomotriz.
- 28. Energía Mecánica y trabajo. Es el producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y del desplazamiento del cuerpo en la dirección de esta fuerza. Mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo, por lo que puede decirse que el trabajo es energía en movimiento.
- 29. Energía Mecánica y trabajo. Tipos de trabajo. ● positivo o motor. ● negativo o resistente. ● nulo.
- 30. Referencias 1. Burns, R. (2008). Fundamentos de bioquímica . Madrid, España.: Pearson . 2. De Paula, J. (2006). Química Física. México, D. F.: Médica Panamericana. 3. Zermeño, F., & Escobar, A. (2003). El mundo de la física I. México, D.F.: Progreso. 4. Quiñones Palacios.(2012) FUNDAMENTOS DE BIOFÍSICA. MÉXICO: TRILAS 5. Latorre Ramon. (2002). Biofísica y fisiología celular. sevilla: universidad de sevilla. 6. Aurengo Andrés. (2008). Biofísica. Madrid: McGraw-Hill Interamericana.