INTRODUCION
La palanca, una de las cinco grandes máquinas simples de la Antigüedad, ha sido y continúa siendo un componente básico en nuestros ingenios mecánicos, permitiéndonos ahorrar multitud de esfuerzo en tareas cotidianas. Las palancas nos permiten obtener lo que llamamos una ventaja mecánica, bien sea multiplicando
nuestra
fuerza,
ampliando la
velocidad
del movimiento
o
aumentando nuestra precisión. Una palanca es una barra, que en el caso ideal es de masa despreciable, y que se sostiene sobre un punto de apoyo, también denominado fulcro. Al ejercer una fuerza en un punto de la palanca, ésta se transmite a través de ella, recibiéndose modificada en otro punto. Esta fuerza transmitida y modificada por la palanca se utiliza para vencer una resistencia. En función de la situación del punto de apoyo, del punto de aplicación de la fuerza ejercida y del punto en el que la resistencia es vencida, existen tres tipos t ipos de palancas. La función usual de una palanca es obtener una ventaja mecánica de modo que una pequeña fuerza aplicada en un extremo de una palanca a gran distancia del punto de apoyo, produzca una fuerza mayor que opere a una distancia más corta del punto de apoyo en el otro, o bien que un movimento aplicado en un extremo produzca un movimiento mucho más rápido en el otro. El objetivo del presente informe es identificar los princípios de la biofísica aplicada en el movimento del cuerpo humano; Conocer y ubicar los sistemas de palancas en el cuerpo humano; Diferenciar las palancas de acuerdo con la ubicación del punto de apoyo y de los puntos de aplicación de la potencia la potencia y de la resistencia la resistencia y diferenciar los tres géneros de palancas e comprender la acción la acción muscular a través del conocimiento de las clases de palancas.
LAS PALANCAS EN EL CUERPO HUMANO El aparato locomotor del cuerpo humano, los huesos actuan como palancas y las articulaciones como puntos de apoyo para ellas. Al contraerse, el músculo el músculo se acorta y aplica una fuerza una fuerza de tracción sobre uma palanca ósea
en el punto de unión al hueso. Ello hace que la inserción ósea se mueva alrededor de su punto de apoyo. Las palancas están formadas por cuatro elementos:
Una varilla o barra rígida (hueso).
F - Un pivote fijo o punto de apoyo alrededor del cual se mueve la varilla.
R - Un peso o resistencia que es movida.
E - Una potencia o fuerza que impulsa a la palanca a desplazarse y generar movimiento (contracción muscular).
Según la posición en el espacio del sistema involucrado en el movimiento, una misma articulación puede presentar más de un género. Sobre la palanca del sistema conviene destacar dos elementos muy importantes para el análisis biomecánico.
Encontramos
el
Brazo
de
potencia,
como
la
distancia
perpendicular entre el apoyo y la línea de acción muscular, determinada entre sus tendones. Y, por otro lado, el Brazo de resistencia, como la distancia horizontal entre el apoyo y el punto de aplicación de la resistencia. De acuerdo con la ubicación del punto de apoyo y de los puntos de aplicación de la potencia y de la resistencia se distinguen tres géneros de palancas:
Palanca de primer grado en el cuerpo humano Es aquella en la que el punto de apoyo (F) está situado entre el punto de aplicación de la resistencia (R) y el de la potencia (P). Considerada palanca de equilibrio, donde
el apoyo se encuentra entre las fuerzas potencia y resistencia. Considerada palanca de equilibrio, donde el apoyo se encuentra entre las fuerzas potencia y resistencia. Ejemplos: 1) Articulación occipitoatloidea - La elevación de la cabeza o el movimiento de inclinación hacia atrás sobre el atlas.
La parte facial de la calavera es el peso,
la articulación entre
el cráneo y el atlas el punto de apoyo y los músculos de la espalda producen la fuerza.
Ventaja: mejora el movimiento de balanceo Desventaja: no oferece ventaja mecânica, tampoco fuerza. 2) Articulacion del codo (en el movimiento de extensión) - cuyo eje de rotación
representa el Fulcro, identificado por una F; Los músculos extensores del codo actúan aportando la fuerza motriz o Potencia representada por la letra P); y la fuerza que se opone a la extensión es la que genera la carga a vencer denominada Resistencia y representada en la figura por la letra R.
3) Las Vertebras - La vértebra mantiene el cuerpo erecto, es decir, el punto
de apoio A esta em la coluna vertebral, las fuerzas resistentes R1 e R2 en los músculos abdominales, y en los brazos, y la fuerza potente P em los músculos glúteos.
Ventaja: aumenta la flexibilidade del cuerpo. Desventaja: no oferece mayor fuerza.
4)
Mandíbula – Funciona como uma palanca del tipo interpotente donde F es el fulcro, E es la fuerza aplicada y R es el área de resistência. Cuanto más próximas del fulcro, más intensas son las fuerzas desarrolladas.
5) El conjunto formado por los músculos gastrocnêmico de la pierna (la potência), por lo calcaneo (el fulcro) e por lo pié (la resistência) constituyen um ejemplo de palanca del 1° grado.
Palanca de segundo grado en el cuerpo humano: Es aquella en la que el punto de aplicación de la resistencia (R) está situado entre el punto de apoyo (F) y la aplicación de la potencia (P). Considerada como palanca de fuerza, donde la fuerza resistencia se sitúa entre la fuerza potencia y el apoyo. Ejemplos:
1) Articulación tibiotarsiana - La elevación del cuerpo sobre los dedos de los pies.
El punto de apoyo se localiza
la articulación tibio-peróneo-
en el apoyo del pie sobre el
astragalina.
piso,
la
potencia
se
determina por el punto de inserción de la musculatura sobre el calcáneo por medio del tendón de Aquiles y la resistencia se determina a su vez por el peso del cuerpo a levantar
que
carga
sobre
Ventaja: las palancas de 2° grado son interesistentes, pues la resistência esta entre la fuerza y el eje de movimiento. Esta presenta ventaja mecânica, pues su brazo de fuerza es mayor que su brazo de resistência. Desventaja: poca resistência para mantenerse em posicion.
2)
Extensión del cuadril -
Con los pies elevados y en decúbito dorsal,
manos espalmada sobre el suelo, miembros superiores al largo del cuerpo, muslos en la vertical, pies sobre un apoyo.
3) Tobillo - Pie apoyado en los dedos al caminar: La fuerza motora la hace el músculo de la pantorrilla y la resistencia es el peso del cuerpo.
4) Articulación del codo - Los huesos del antebrazo se apoyan en la articulación del codo; el músculo bíceps se contrae y vence el peso del antebrazo.
Ventaja: mayor fuerza em el brazo Desventaja: poca resistencia 5) Descenso del maxilar inferior - Abrir la boca frente a una resistência. En la imagen, la resistência es el dedo abajo del maxilar inferior.
Palanca de tercer grado en el cuerpo humano
Es aquella donde se encuentra una potencia (P) aplicada entre el punto de apoyo (F) y el punto de aplicación de la resistencia (R). Este tipo de palanca es el más numeroso del organismo, sobre todo de las extremidades. Considerada palanca de velocidad, donde la fuerza potencia se encuentra entre la fuerza resistencia y el apoyo. Ejemplos: 1) Articulacion del codo (en el movimiento de flexión)
En este movimiento el punto de apoyo es la articulación del codo, la potencia
agrupa
a
los músculo
bíceps braquial y músculo braquial anterior y
la
representada
resistencia por
está
el antebrazo,
la mano y lo que ésta debe levantar.
Desventaja: Es interpotente y no oferece ventaja mecânica. Ventaja: alta capacidade para producir movimentos contra resistências elevadas. 2) Flexión de la perna sobre el muslo - Los cuadriceps trabajan acionando una palanca de tercer género, cuando por ejemplo, damos una patada al balón en um partido de fútbol. Así los cuadriceps, hacen pivotar a la pierna hacia arriba, venciendo su peso.
3) Escapulo-humeral - Algunos músculos periarticulares actuan sobre las superfícies articulares manteniendolas en contato y reforzando la accion puramente passiva de los ligamentos fibrosos, de este modo se comprota como verdadeiros ligamentos activos de la articulaccion. Cada musculo de una manera aislada posse una accion que le es propia
4) Cadera – Una vez que la rodilla sirve como punto de apoyo y el cuadriceps ejerce una potencia sobre ella, la cadera genera una resistência, funcionando como una palanca de 3° grado.
5) Flexion del muslo sobre la pelve - Los cuadriceps también acionan una palanca de tercer género, cuando flexionamos el muslo.
Desventaja: no oferece ventaja mecânica. Ventaja: mayor produccion de movimentos contra altas resistências.
6) Flexion del musculo recto del abdômen - sobre la pelve que funciona como punto de apoyo y el tronco del cuerpo ejerce resistência, aciona una palanca del 3° grado.
7)
Articulacion de la muñeca – La elevacion del cuerpo sobre las manos El punto de apoyo se localiza en el apoyo de las manos sobre el piso, la potencia se determina por los músculos del antebrazo y la resistencia se determina a su vez por el peso del cuerpo al levantarse.
8) Extension del musculo recto del abdômen - La pélvis funciona como el punto de apoio.
9) Durante el ejercicio de flexión, el cuerpo funciona como una palanca de 3° grado. El lugar en el que tus pies tocan el suelo es el punto de apoyo,tus manos proveen la fuerza y tu centro de gravedadestá cerca del centro. Si todos los otros factores semantienen equivalentes, debería ser más fácil para uma persona alta hacer una flexión porque la fuerza está máslejos del punto de apoyo, haciendo un mayor efecto palanca.
10) Cuadriceps- En el cuadriceps se da una situación especial por que los cuatro músculos tienen direcciones distintas entonces se debe sacar la resultante de todas las fuerzas.
11) Flexion del muslo sobre la pelve - Los cuadriceps también acionan una palanca de tercer género, cuando flexionamos el muslo.
12) Tobillo - El gráfico muestra el tipo de palanca que forma el muslo y el sistema de fuerzas que actúa. En rojo la fuerza del vasto externo, en verde la del recto anterior, en azul la del vasto interno, en negro la resultante.
13) Triceps sural – el eje es la articulacion de la rodilla, la fuerza ejercida por el tríceps sural es hecha em la insercion proximal de la tíbia, y la resistência es el peso de la perna y del pié.
14) Isquiotibiales - Músculo que actúan sobre la rodilla.
15) Falanges - El movimiento de un dedo, formado por sus 3 falanges, donde la falange proximal se convierte en el eslabón 1 o fijo, la falange media en el eslabón 2 de un grado de libertada de movimiento, y le eslabón 3 que es la falange distal posee 2 grados de libertad.
Centro de gravedad en el Cuerpo Humano
El centro de gravedad es un punto que representa el eje del peso de un objeto, y a su vez es el punto donde todas las partes se equilibran, Además, en el cual todo el peso corporal se concentra y donde todos los planos del cuerpo se intersectan unos a otros. Los factores que determinan la posición del centro de gravedad en el cuerpo son: la estructura anatómica individual, las posturas habituales de pie, las posiciones actuales, el hecho de sostener pesos externos y el edad, género (femenino o masculino).
Persona de pié Una persona puesta de pie no se cae, mientras la vertical de su centro de gravedad está comprendida dentro de la superficie limitada por los bordes exteriores de las plantas de sus pies. Por esto es tan difícil mantenerse sobre un solo pie y aún más sobre guardar el equilibrio en el alambre, ya que en estas condiciones la base es muy pequeña y la vertical del centro de gravedad puede rebasar sus límites fácilmente. L centro de gravedad em la persona de pié está a la altura del púbis.
Cuando se encuentra de cuchillas En la posicion de cuchillo reaccionan contra el mantenimiento del equilíbrio inestable. Doblando las rodillas para ponerte en cuclillas, y mantenendo
la
espalda
recta,
el
centro
de
gravedad
se
mantiene igual que em bipedestacion.
En cúbito dorsal La posicion tumbada es con respecto a la influencia de la fuerza de la gravedad del cuerpo la mas sencilla puesto que el cuerpo esta totalmente apoyado y fijado por el peso. Coincide el centro de gravedad con el centro giratório de rotacion, se encuentran uno junto al outro, asi que solo hace falta una fuerza muscular insignificante para conseguir el equilíbrio entre todas las fuerzas que tienen lugar em
el
cuerpo.
CONCLUSION La efectividad de una palanca depende de la relación entre la longitud del brazo de potencia BP y la del brazo de resistencia BR. Las palancas trabajan para alcanzar una ventaja mecánica. Esto se consigue al aplicar una fuerza pequeña sobre una gran distancia, la cual produce mayor fuerza a lo largo de una menor distancia en el otro extremo. Otra función que caracteriza una ventaja mecánica es aumentar significativamente (en el otro extremo de la palanca) la velocidad y la amplitud del movimiento.
