FÍSICA BIOLÓGICA- LABORATORIO
Practica Nº 02
Determinación de la fuerza muscular en una persona
Integrantes: Álvarez Focacci, Danny Álvarez López, Manuel Colina Cisneros, Denisse Farfán Sam, Annie Gastelo Díaz, Patricia Gómez Wong, Diego Grupo:
2L
Mesa:
Número 1
Horario:
Viernes de 4:00 a 6:00 p.m.
La Molina - viernes, 29 de agosto de 2008
I. OBJETIVOS 1.1 Determinar la fuerza por el músculo bíceps de un estudiante. 1.2 Determinar la fuerza de contacto del húmero sobre la articulación del codo. 1.3 Hallar la sección transversal del músculo bíceps.
II. MARCO TEORICO Se denomina músculo a cada uno de los órganos con capacidad para contraerse del cuerpo humano y animal, están conformados por el tejido muscular y pueden ser de carias clases como los músculos esqueléticos (relacionados con el esqueleto) y los músculos viscerales (Forman parte de diversos órganos) Los múscul músculos os están están envue envuelto ltoss por una una membr membrana ana de tejid tejido o conju conjunti ntivo vo llama llamada da aponeurosis, aponeurosis, la unidad estructural y funcional del músculo se denomina fibra muscular El músculo cumple con una serie de funciones muy importantes para el humano o animal entre las más importantes están: • •
• • • •
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•
•
Produce movimiento Genera Generan n energ energía ía mecán mecánica ica por la trans transfor formac mació ión n de la energí energía a quími química ca (biotransformadores) Da estabilidad articular Sirve como protección Mantenimiento Mantenimiento de la postura Es el sentido de la postura o posición en el espacio, gracias a terminaciones nerviosas incluidas en el tejido muscular. Inform Informaci ación ón del estad estado o fisio fisiológ lógico ico del del cuerpo cuerpo,, por ejemp ejemplo lo un cólico cólico renal renal provoca contracciones fuertes del músculo liso generando un fuerte dolor, signo del propio cólico. Aporte de calor, por su abundante irrigación, irrigación, por la fricción y por el consumo de energía. Estimulante de los vasos linfáticos y sanguíneos. Por ejemplo la contracción de los músculos de la pierna bombean ayudando a la sangre venosa y la linfa a que se dirijan en contra de la gravedad durante la marcha.
Por la naturaleza del músculo se lo puede clasificar en 3 categorías, músculos lisos, músculos estriados y músculos cardiacos Músculo estriado: De naturaleza estriada y de control voluntario. Forma los músculos esquelét esqueléticos icos del cuerpo, cuerpo, o músculos músculos voluntari voluntarios. os. Estos músculos músculos se caracteri caracterizan zan debido a que su contracción es muy lenta comparada con la del músculo liso, el músculo esquelético esquelético posee su unidad contráctil (el sarcómero), sarcómero), la cual está compuesta por diferentes bandas y diferentes líneas Músculo Liso: No contiene estrías y es controlado de manera involuntaria. Forma los músculos de las paredes del tracto digestivo, urinario, vasos sanguíneos y el útero: músculos involuntarios o viscerales. Este músculo tiene una similitud con el músculo estriado o esquelético, la diferencia es que no posee línea Z como lo posee el músculo estriado, sino que posee bolas densas que reemplazan a estas líneas Z.
Este puede ser unitario o multiunitario. Se le llama unitario cuando existe entre cada fibra de este músculo una unión se les llama multiunitario si no están unidos por uniones, sino que son independientes unas de otras y funcionan independientemente. Múscul Músculo o cardi cardiaco aco:: De natur natural aleza eza estria estriada da modifi modificad cada a y de contro controll invol involunt untari ario. o. Presente solo en el corazón. Este músculo cardíaco tiene una similitud con el músculo liso y esquelético. Este músculo presente en el corazón presenta diferente tipos de músculos como son el músculo auricular, el músculo ventricular y el músculo de conducción. Estos se pueden pueden agrupa agruparr en dos dos grupos grupos:: múscul músculos os de la contra contracci cción ón muscul muscular ar (múscu (músculo lo auricular y músculo ventricular) y músculo de la excitación muscular cardiaco (músculo de conducción Segú Según n su form forma a se les les pued puede e clas clasifific icar ar como como músc múscul ulos os circ circul ular ares es y músc múscul ulos os cuadrados Músculo circular: el músculo esfineriano de los párpados es un músculo de la cara. Se encuentra debajo de la piel, delante de la órbita ocular; en forma de anillo, ancho, aplanado y delgado, constituido por dos porciones: orbitaria y parpebral. Músculo cuadrado: músculo que posee cuatro lados iguales como lo es el músculo recto del abdomen Según su ubicación pueden ser también músculos cutáneos o profundos Músculo cutáneo: inmediatamente debajo de la piel, tienen sus inserciones en la dermis Músculo profundo: éstos son los esqueléticos, propiamente: están bajo aponeurosis, y sus inserciones son óseas. Fuerza muscular máxima: Se le denomina fuerza muscular máxima la capacidad límite de generar fuerza de un modo voluntario a un músculo (en el caso de este experimento el bíceps), la tensión muscular máxima se considera como tal cunado no intervienen factores exógenos o psicoemocionales psicoemocionales en el hombre es aproximadamente aproximadamente de 3 a 4 Kgf/cm2 Fuerza ejercida por el bíceps: El bíceps es el músculo responsable de la supinación de los brazos y flexión del codo, el bíceps presenta dos tendones el corto y el largo, el primero nace en los coracoides el omoplato y el segundo nace de la eminencia-supraglenoi eminencia-supraglenoidea dea del omoplato y cruza la articulación del hombro Es uno de los músculos mas utilizados en el cuerpo y el mas ejercitado por la mayoría de hombres, la fuerza que ejerce es de vital importancia en diversas circunstancias, para para calcul calcular ar la fuerza fuerza del bícep bícepss se debe utiliza utilizarr la ecuació ecuación n de equili equilibri brio o de momentos.
Fuerza de contacto del humero Por ultimo tenemos la fuerza de contacto del humero, esta es ejercida por el humero como reacción a la fuerza muscular del bíceps.
III. PARTE EXPERIMENTAL Materiales:
Dinamómetro de escala (0-50) kgf.
Muñequera.
Base de apoyo.
Argollas metálicas insertadas en soporte fijo o
en pared.
Procedimiento: a) Un alumno alumno integrante integrante de cada cada grupo de trabajo trabajo debe debe enganchar enganchar su antebraz antebrazo o a un dispositivo medidor de fuerza (dinamómetro). Manteniendo el brazo en posición hori horizo zont ntal al,, ejer ejerce cerr la máxi máxima ma tens tensió ión n sobr sobre e el dina dinamó móme metr tro. o. Anot Anote e sus sus observaciones.
El brazo tenía que formar 90 grados para que se pueda tomar la medida. Al momento de colocar el brazo a 90, el bíceps ejerció una fuerza denominada fuerza muscular. Esta fuerza se halla mediante una fórmula en la que interviene la tensión sobre el dinamómetro y dos distancias.
b) Repetir Repetir el proceso proceso anterior anterior alternando alternando la partici participaci pación ón de cuatro alumnos alumnos más de diversas cualidades cualidades atléticas y registre sus datos en la siguiente tabla.
Tabla N°1 N° 1 2 3 4 5 6
Alumno Diego G. Manuel A. Danny A. Annie F. Pathy G. Denisse C.
T(kgf) 19 20 23 11 11 14,5
D1 (cm) 29,2 29,6 31,8 27 23,1 26,4
d2(cm) 3,9 4,3 4,7 4,2 3,3 3,3
Actividad Atletismo Tennis Basketball Natación Atletismo Fútbol
T = Magnitud de la tensión sobre el dinamómetro. D1= Dist Distan anci cia a perp perpen endi dicu cula larr entre entre las las líne líneas as de acci acción ón de la tensión (T) y la fuerza de contacto (Fc). d2= Distancia perpendicular entre las líneas de acción de la fuerza muscular (Fm) y la fuerza de contacto (F c). c) Haciendo Haciendo uso uso de los datos datos de la Tabla Tabla N°1 y las ecuacio ecuaciones nes de equilib equilibrio rio (1) y (2) del fundamento teórico, completar la información requerida en la tabla siguiente:
Tabla N°2 N°
Alumnos
T (kgf)
Fm (kgf)
Fc (kgf)
1
Diego G.
19
142,26
123,26
2
Manuel A.
20
137,67
117,67
3
Danny A.
23
155,62
132,62
4
Annie F.
11
70,71
59,71
5
Pathy G.
11
77
66
6
Denisse C.
14,5
116
101,5
Fm = Magnitud de la fuerza muscular (del bíceps). Fc = Magnitud de la fuerza de contacto.
*Hac *Hacer er el diag diagra rama ma de fuer fuerza zass en cada cada un uno o de los los caso casoss (Adjuntarlos (Adjuntarlos al momento de presentar el informe). Diego G.
Manuel A.
Danny A.
Annie F.
Pathy G.
Denisse C.
d) Para los valores determinados de la fuerza muscular (del bíceps) en la Tabla N°2 y bajo las condiciones de la teoría, determinar la sección transversal del músculo para cada uno de los casos y registre sus resultados en la siguiente tabla.
Tabla N°3 N°
Alumnos
Fm (kgf)
A (cm2)
1
Diego G.
142,26
40,65
2
Manuel A.
137,67
39,33
3
Danny A.
155,62
44,46
4
Annie F.
70,71
20,20
5
Pathy G.
77
22
6
Denisse C.
116
33,14
IV. SITUACIONES PROBLEMÁTICAS 1.- De acuerdo con la información información de la Tabla Nº 1. ¿Qué relación existe entre la fuerza de magnitud de la tensión sobre el dinamómetro y las cualidades atléticas de la persona? Se podría decir que en relación a los resultados obtenidos en la tabla y la actividad de cada alumno, las magnitud de la tensión con la actividad física son directamente proporcionales, ya que haciendo un análisis y realizando la práctica se puede concluir que la fuerza de una persona que está en constante actividad física no sería la misma comparada con otra que no realiza ningún tipo de actividad.
2. ¿Qué relación existe entre la fuerza muscular (bíceps) y la fuerza de contacto? La relación existente entre fuerza muscular del bíceps y la fuerza de contacto es que si no se aplica la fuerza muscular no podría haber fuerza de contacto ya que la fuerza muscular ocurre cuando la persona ejerce una fuerza sobre un objeto (al momento de jalar algo o cuando cargamos alguna cosa) y la fuerza de contacto solo sucede cuando dos objetos sólidos interactúan entre si. Entonces al momento de jalar algo hacemos que el músculo se contraiga y a su vez hacemos que el húmero choque o interactúe con las articulaciones. La fuerza de contacto existe como una reacción a la fuerza muscular.
3.- A partir de la información de la Tabla Nº 2, expresar el mayor valor de la fuerza muscular en unidades del sistema internacional (SI). 1kgf = 9,8 N
Mayor Fm = 173,375 kgf
Fm expresada en Newtons Fm = 173,375 kgf x 9,8 N
Fm = 1699,075 N
4. ¿De qué factor(o factores) depende la mayor magnitud de la fuerza muscular (del bíceps)? Demuestre lo afirmado haciendo uso de los valores experimentados obtenidos. •
•
• •
Tensión ejercida en la muñeca. Fuerza de contacto producida entre el rozamiento del cubito, radio y el húmero que es de forma perpendicular. Distancia entre la muñeca al punto de articulación. Distancia desde la fuerza muscular del bíceps hasta el punto de articulación.
T
Fg Fm
Fc
5. ¿El dinamómetro ha permitido determinar directamente la fuerza muscular (del bíceps)? Explique. No, la lectura del dinamómetro no es la fuerza muscular, sino la fuerza de la tensión. Al conectar a la muñeca la muñequera, que estaba enlazada al dinamómetro, se realizo un esfuerzo. Lo que el dinamómetro midió fue la fuerza de tensión en la muñeca. Posteriormente, se pudo encontrar la fuerza muscular por un sistema de fuerzas en equilibrio en el brazo.
6. El trabajo realizado por el brazo sobre el dinamómetro. ¿En qué tipo de energía se ha convertido? Al empezar la experiencia el brazo tenía t enía una energía potencial (Ep) que se volvió una energía potencial elástica (Epe). Esta energía es la que se puede encontrar en materiales elásticos elásticos como lo es la muñequera muñequera del dinamómetro ya que al jalarlos jalarlos estos se estiran.
Ep
Epe
7. ¿Qué estudia la Cinesiología o Biomecánica? La cinesiol cinesiología ogía es la cienci ciencia a que que estud estudia ia el movim movimien iento to human humano o emplea empleando ndo los principios de las ciencias físicas. Por lo tanto, el interés principal de la cinesiología es
estudiar el comportamiento del movimiento en el ser humano. La cinesiología puede subdividirse subdividirse en las siguientes áreas: •
•
•
Cinesiología Cinesiología mecánica: el estudio de los movimientos de los individuos desde el punto de vista del tiempo, distancia y fuerza. Cinesiología fisiológica: el estudio de los movimientos humanos desde el punto de vista de los procesos biológicos y bioquímicos que ellos inician y sostienen. Cinesiología sicológica: el estudio de los movimientos humanos desde el punto de vista del comportamiento, percepciones y motivaciones humanas, así como los parámetros neurológicos. neurológicos.
V.-DISCUSION DE RESULTADOS En los resultados de la TABLA Nº1 como preveíamos, la medición de la fuerza en cada uno de los integrante del grupo fue muy distinta, ya que asociamos que a simple vista vista el volumen de nuestro brazos (que (que también era muy diferente) era proporcional a nuestra fuerza; aunque en un par de casos erramos ya que no resultó ser proporcional. Mientras que en la TABLA Nº2 al medir la fuerza de magnitud muscular y de contacto con la ayuda de los datos anteriores y con los resultados de la TABLA Nº3 pensamos ahora que la fuerza de cada uno en sí sí implica varias mediciones. mediciones.
VI.-OBSERVACIONES VI.-OBSERVACIONES Y/O CONCLUSIONES En esta sesión hemos aprendido a determinar la fuerza ejercida por el músculo bícep bícepss e una persona persona,, así también también a determin determinar ar la fuerza fuerza de contacto contacto del hume humero ro sobre sobre la artic articul ulac ació ión n del del codo codo y por por ultim ultimo o a hall hallar ar la secci sección ón transversal del músculo bíceps. De la primera parte en la TABLA Nº1 utilizamos el dinamómetro (dispositivo medidor de fuerza) para medir la fuerza de cada uno de los integrantes el grupo y luego de hallar hallar esa medida, medir la distancia entre las líneas líneas de tensión y la fuerza de contacto, y por ultimo medir la distancia perpendicular entre las líneas de acción de la fuerza muscular y la fuerza de contacto. Luego en la TABLA Nº2, haciendo uso de la información de la tabla Nº1, y con ayuda ayuda de las ecuaci ecuacione oness de equilib equilibrio rio;; medimo medimoss la magnitu magnitud d de la fuerza fuerza muscul muscular ar (bíceps) (bíceps) y la magnitu magnitud d de la fuerza fuerza de contacto contacto.. Luego Luego hacer hacer el diafragma de fuerzas en cada uno de los casos. Y por ultimo en la TABLA Nº3, con ayuda de los datos de la TABLA Nº2 hallamos la fuerza muscular del bíceps y el área de la sección transversal transversal del músculo (fuerza muscular entre 3.5) en cada uno de los integrantes.
VII.-BIBLIOGRAFIA http://www.buenasalud.org/index.php?option=content&task=view&id=31&Itemid= http://www.biolaster.com/rendimiento_deportivo/fuerza_muscular
http://www.directindustry.es/fabrican http://www.directindustry.es/fabricante-industrial/di te-industrial/dinamometro-6136 namometro-61362.html 2.html http://es.encarta.msn.com/encnet
http://www.convertworld.com/es/presi http://www.convertworld.com/es/presion/kgf-2Fm%C2% on/kgf-2Fm%C2%B2.html B2.html
