Ejercicio 1: Estática en Biomecánica

Jose Luis Sarmiento
6 Apr 202313:44

Summary

TLDREn este video, se presenta un ejercicio de estática aplicada a la biomecánica. El objetivo es determinar la fuerza desarrollada por el bíceps y la reacción en la articulación del codo para mantener un brazo en una posición específica. Se analiza el peso y el centro de gravedad del antebrazo, el ángulo y la posición del músculo bíceps. A través de diagramas de cuerpo libre y ecuaciones de estática, se calculan las fuerzas y momentos correspondientes. Finalmente, se obtiene la fuerza del músculo, las componentes de la reacción en el codo y su magnitud total. El video invita a suscribirse y a seguir aprendiendo sobre biomecánica.

Takeaways

  • 📚 Este video trata sobre el tema de la estática aplicada a la biomecánica, específicamente para realizar un ejercicio práctico.
  • 💪 Se analiza la posición del brazo de una persona y se busca determinar la fuerza desarrollada por el bíceps y la reacción en la articulación del codo.
  • 📏 Se proporcionan datos como la masa del antebrazo (1.5 kg), la distancia del centro de gravedad del antebrazo al codo (15 cm) y la inserción del bíceps a 3 cm del codo.
  • 📐 El ángulo formado por el bíceps con la horizontal es de 80 grados, lo cual es crucial para el cálculo de fuerzas.
  • 🔍 Se construye un diagrama de cuerpo libre del segmento del antebrazo, identificando las fuerzas presentes: fuerza del músculo, reacciones en la articulación y peso del segmento.
  • ⚖️ Se asume que las reacciones en la articulación (horizontal y vertical) son positivas y se llaman rx y ry respectivamente.
  • 📉 Se aplica la ley de la suma de fuerzas a cero, obteniendo ecuaciones para las fuerzas en los ejes X e Y.
  • 🔄 Se utiliza el principio de la sumatoria de momentos en torno a un punto para resolver las incógnitas, eligiendo la articulación del codo como punto de referencia.
  • 📝 Se resuelven las ecuaciones para encontrar la fuerza del bíceps (74.81 N) y las componentes de la reacción en la articulación (rx = 13.02 N, ry = -58.98 N).
  • 🔢 Se calcula la reacción total en la articulación del codo, obteniendo un valor de 60.30 N.
  • 🎓 El video concluye con la resolución del ejercicio y se menciona que en futuras oportunidades se abordará el mismo ejercicio de manera vectorial.

Q & A

  • ¿Qué es la estática aplicada a la biomecánica y cómo se relaciona con el ejercicio planteado en el script?

    -La estática aplicada a la biomecánica es el estudio de las fuerzas estáticas que actúan sobre los cuerpos en movimiento o en reposo, y cómo estas fuerzas afectan al cuerpo humano. En el ejercicio, se utiliza la estática para calcular la fuerza desarrollada por el bíceps y la reacción en la articulación del codo al mantener una posición determinada.

  • ¿Cuál es el peso del segmento antebrazo humano según el script?

    -El peso del segmento antebrazo humano es de 1.5 kilogramos.

  • ¿Dónde se encuentra el centro de gravedad del segmento antebrazo humano según el script?

    -El centro de gravedad del segmento antebrazo humano se encuentra a una distancia de 15 centímetros del codo.

  • ¿Cómo se determina la posición del músculo bíceps en relación con la horizontal según el script?

    -El músculo bíceps se inserta a 3 centímetros del codo y forma un ángulo de 80 grados con la horizontal.

  • ¿Cuál es el primer paso para construir el diagrama de cuerpo libre del segmento antebrazo humano?

    -El primer paso es separar el segmento que se quiere analizar, en este caso el antebrazo, del resto del cuerpo, para luego ubicar las diferentes fuerzas que se encuentran en biomecánica.

  • ¿Cuáles son las fuerzas que se consideran en el diagrama de cuerpo libre del antebrazo según el script?

    -Las fuerzas consideradas en el diagrama de cuerpo libre son la fuerza del músculo bíceps, las reacciones en la articulación del codo (componente horizontal 'rx' y vertical 'ry'), y el peso del segmento antebrazo.

  • ¿Cómo se asume la dirección de las reacciones en la articulación del codo en el script?

    -En el script, se asume que ambas componentes de las reacciones en la articulación del codo son positivas, con 'rx' horizontal de izquierda a derecha y 'ry' vertical de abajo hacia arriba.

  • ¿Cómo se calcula el peso del segmento antebrazo humano en newtons y qué valor se utiliza para la gravedad?

    -El peso del segmento antebrazo se calcula multiplicando la masa del segmento (1.5 kg) por la gravedad (9.81 m/s²), dando como resultado un peso de 14.715 newton.

  • ¿Cuáles son los dos principios de la estática que se aplican en el script para resolver el ejercicio?

    -Los dos principios de la estática aplicados son: 1) la sumatoria de fuerzas en cada eje debe ser igual a cero, y 2) la sumatoria de momentos en un punto dado debe ser igual a cero.

  • ¿Cómo se determina la fuerza desarrollada por el bíceps según el script?

    -Se determina la fuerza desarrollada por el bíceps resolviendo las ecuaciones de sumatoria de fuerzas y momentos, obteniendo un valor de 74.80014 newton.

  • ¿Cómo se calculan las componentes de la reacción en la articulación del codo en el script?

    -Después de calcular la fuerza del bíceps, se reemplaza este valor en las ecuaciones de sumatoria de fuerzas para calcular las componentes 'rx' y 'ry' de la reacción en la articulación del codo.

  • ¿Cuál es el valor de la reacción total en la articulación del codo y cómo se calcula?

    -La reacción total en la articulación del codo es de 60.30097 newton y se calcula como la raíz cuadrada de la suma de las componentes 'rx' y 'ry' al cuadrado.

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EstáticaBiomecánicaEjercicioCálculo de fuerzasArticulaciónMúsculo bícepsCentro de gravedadMomento de fuerzaDiagrama de cuerpo libreReacciones articular
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