BIOMECÁNICA
MÉDICA
Equipo No. 3

Que es la biomecánica?
Es un conjunto de conocimientos derivados de la física.
Tienen como objetivo estudiar los efectos de las fuerzas mecánicas sobre los
sistemas orgánicos de los seres vivos y sus estructuras.
Principal aplicación:
● Áreas médicas
● Deportivas
● Ocupacional
● Industrial
● Ambiental

Trabajo
Es la fuerza que resulta de trasladar un objeto de un cierto punto dado a otro punto.
Se representa con la letra w (work) o L (labor)

Tipos de trabajo
Se divide en dos y dos subtemas
1. Trabajo estático (isométrico)
2. Trabajo dinámico
Trabajo dinámico concéntrico
trabajo dinámico excéntrico

Trabajo estático
En este la longitud total del músculo no varía, existen variaciones de longitud
“internas” en la máquina muscular.
Existe una gran fatiga provocada por la isquemia que se genera durante la
contracción.

Trabajo dinámico
Se realiza en una contracción isotónica
Podemos diferenciar dos tipos de trabajo en función del acortamiento (trabajo
concéntrico) o elongación (trabajo excentrico) que realice el musculo.

Formula
Su unidad de medición son los JULES (J)
Su fórmula de representación es trabajo (w) igual a fuerza (F) por distancia (d)

También como se mencionó anteriormente, trabajo se representa con la letra L, asi
que la formula seria:
L= (F)(d)

Energía potencial y cinética
Existen dos formas principales de energía en un sistema: potencial y cinética.
● La energía potencial (EP) es energía almacenada.
● La energía cinética (EC) es energía en la forma de movimiento.
La cantidad total de energía potencial y energía cinética en un sistema se conoce
como energía mecánica.

Energía cinética
Es la capacidad que tiene un cuerpo para efectuar un trabajo de acuerdo con su
velocidad y su masa. Si a un cuerpo se le aplica una fuerza, ésta puede originar
un cambio de velocidad.

La energía cinética se puede definir como la mitad del producto de su masa por el
cuadrado de su velocidad. La energía cinética de un punto de masa “m” está
dada por la siguiente ecuación:

Para un objeto de tamaño finito, esta energía cinética se llama la energía cinética
de traslación de la masa, para distinguirlo de cualquier energía cinética rotacional
que puede poseer.
La energía cinética total de una masa, se puede expresar como la suma de la
energía cinética de traslación de su centro de masa, más la energía cinética de
rotación alrededor de su centro de masa.

Energía potencial
Es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo, dependiendo de
la altura en la que se encuentren.
La energía potencial depende de la gravedad. Cuanto más alto está un objeto,
más energía potencial tendrá. La fuerza de gravedad es más fuerte en una
manzana que se encuentra en lo alto de un árbol que una manzana en la parte
baja del árbol. Por lo tanto, la manzana más alta tendrá más energía potencial
que la manzana más baja.

La energía contenida en un objeto en disposición inmediata para ser utilizada se
denomina energía potencial (Ep), porque en el estado almacenado tiene el
potencial para realizar trabajo.

Diferencias entre energia potencial y cinética
También hay diferencias entre la energía potencial y la energía cinética. La
energía potencial es energía almacenada. En otras palabras, tiene el potencial de
convertirse en energía cinética.
la energía cinética está asociada al movimiento mientras que la energía potencial
está asociada a la posición o configuración en relación con un campo de fuerzas.
Si hay movimiento, cambia la posición y, por tanto, también la energía potencial.

FUERZA
" Estudio de las fuerzas actuantes y/o generadas por el cuerpo humano y sobre
los efectos de estas fuerzas en los tejidos o materiales implantados en el
organismo" (Sociedad Ibérica de Biomecánica, 1978).
Término referido a la tracción o empuje. Podemos ejercer una fuerza sobre un
cuerpo mediante un esfuerzo muscular; un resorte tenso ejerce fuerzas sobre los
cuerpos a los que está sujeto; el aire comprimido ejerce una fuerza sobre las
paredes del recipiente que lo contiene.

Tipos de fuerzas
- Fuerzas de contacto (el cuerpo que ejerce la fuerza está en
contacto con el cuerpo sobre el cual se ejerce)

Tipos de fuerzas
- Fuerzas de acción a distancia (fuerza gravitatoria, fuerza eléctrica
y fuerza magnética)

Tipos de fuerzas
- Fuerzas exteriores (extrínsecas): Fuerzas que actúan sobre un
cuerpo dado, ejercidas por otros cuerpos.

Tipos de fuerzas
- Fuerzas interiores (intrínsecas): Fuerzas ejercidas sobre una
parte de un cuerpo por otras partes del mismo.

MAGNITUDES VECTORIALES
Representación gráfica de las fuerzas: Vectores.
● Una fuerza (F) se representa por medio de un vector cuyo origen corresponde al punto de
aplicación; la flecha indica el sentido sobre la dirección marcada por la recta.
● Si una longitud de 1 cm. representa la unidad de F, una longitud de 50 cm. representará una F
cincuenta veces mayor.
● En toda fuerza hay que distinguir cuatro elementos:

Sistema de fuerzas: Componentes y resultante
Cuando varias fuerzas actúan sobre puntos invariablemente unidos,
forman lo que se llama un sistema de fuerzas. Cuando un sistema de
fuerzas puede sustituirse por una sola fuerza capaz de realizar el
mismo efecto, esta fuerza se denomina resultante (R).

Momento de una fuerza
El momento es el producto de la fuerza aplicada por la distancia entre el punto de aplicación y el punto
de rotación del cuerpo. En una palanca, la distancia entre el fulcro y el punto de aplicación de una
fuerza se denomina "brazo de palanca". Así pues, el principio de la palanca afirma que una fuerza
pequeña puede estar en equilibrio con una fuerza grande si la proporción entre los brazos de palanca
de ambas fuerzas es la adecuada.
En la palanca se consideran dos fuerzas: una
carga o resistencia, que suele ser el peso de un objeto que se desea mover; y una potencia, que es la fuerza que
se ejerce para causar el movimiento.

Centro de gravedad
● El peso de un cuerpo se define como la fuerza de atracción gravitatoria ejercida por
la tierra sobre él.
● La dirección de la fuerza gravitatoria sobre cada elemento de un cuerpo está
dirigida verticalmente hacia abajo, al igual que la dirección de la resultante,
independientemente de la orientación del cuerpo.

Aplicaciones clínicas
● Fuerza: Cualquier acción que produce, o tiende a producir, aceleración del cuerpo
sobre el que actúa. Las fuerzas sólo se pueden medir por sus efectos, es decir,
desplazamiento o deformación.
● La fuerza se define como la capacidad de contraer los músculos con diferentes
grados de tensión c/s desplazamiento de una masa.

Tipos de contracción muscular

Potencia
Es la capacidad para realizar una acción, o para producir un efecto determinado.
Es la cantidad de trabajo que tiene que realizar una
fuerza que causa desplazamiento en unidad de tiempo.

Potencia = trabajo / tiempo

Tipos de potencias
Potencia mecánica
Es aquel trabajo que realiza un individuo o una máquina en un cierto periodo de
tiempo. Se trata de la potencia transmitida a través de la acción de fuerzas físicas de
contacto o elementos mecánicos relacionados como palancas y engranajes.

Potencia eléctrica
Es el resultado de la multiplicación de la diferencia de potencial entre los extremos
de una carga y la corriente que circula allí.

Potencia acústica
La cantidad de energía por unidad de tiempo emitida por una fuente determinada en
forma de ondas sonoras.

Potencia del sonido
Se calcula en función de la intensidad y la superficie, y a la potencia de un punto (si P
es un punto fijo y C una circunferencia la potencia de P respecto a C es el producto
de sus distancias a cualquier par de puntos de la circunferencia alineados con P; el
valor de la potencia es constante para cada punto P).

Potencia en óptica
Inverso de la distancia focal de un lente o espejo.

Energía Mecánica y trabajo
La rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo de los cuerpos,
y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas se denomina mecánica. En
un cuerpo existen fundamentalmente dos tipos de energía que pueden influir en
su estado de reposo o movimiento: la energía cinética y la potencial.

La energía mecánica total se puede definir como la suma de la energía cinética y
la energía potencial

Trabajo
El trabajo (𝑾) efectuado por una fuerza (𝑭) es el producto del desplazamiento por la
magnitud de la fuerza paralela al desplazamiento

Las unidades de trabajo son 𝑵𝒎. 1 𝑁𝑚 se llama 1 Joule (J).
Es posible aplicar una fuerza o mover un objeto sin efectuar trabajo:
● Si no hay desplazamiento, el trabajo es cero.
● Si la fuerza aplicada es perpendicular al desplazamiento el trabajo es cero
porque cos (90𝑜) = 0.
El trabajo neto efectuado sobre un objeto es la suma de todos los trabajos
efectuados por las fuerzas que actúan sobre el objeto.
El trabajo es una transferencia de energía:
● Si la energía es transferida al sistema, 𝑾 es positiva.
● Si la energía es transferida desde el sistema, 𝑾 es negativa.

Cibergrafías
1. http://www.arcesw.com/bmca.htm
2. http://www.universidadupav.edu.mx/documentos/BachilleratoVirtual/Conteni
dos_PE_UPAV/3Trimestre/FIS%201/Unidad3/tema2.pdf
3. http://www2.dgeo.udec.cl/juaninzunza/docencia/fisica/cap5.pdf