Fundamentos de Biomecánica Aplicada: Resolución de Problemas y Principios Físicos

Fundamentos de Biomecánica y Dinámica

A continuación, se presentan las resoluciones y aclaraciones a los problemas planteados sobre biomecánica y física aplicada al movimiento humano:

• Momento de la fuerza muscular: El ángulo de tracción óptimo se produce cuando la articulación se encuentra a 90 grados.
• Especialista de cine: El movimiento de brazos en sentido contrario a la rotación del CM tiene como objetivo aumentar la velocidad angular de su tronco.
• Ciclista en pendiente: Para un conjunto de 80 kg en una pendiente de 20° con 10 N de resistencia, la fuerza necesaria es de aproximadamente 278 N (28,4 kg).
• Salto vertical (CMVJ): En el momento de máxima flexión, la fuerza de reacción es igual al peso.
• Impulso mecánico: Con un impulso de frenado de 350 Ns y uno de impulso de 300 Ns, la velocidad del sujeto de 60 kg disminuye en 0.83 m/s.
• Fuerzas de reacción: La fuerza de reacción horizontal depende directamente de la fuerza de rozamiento estático.
• Patinador: Al pegar los brazos al cuerpo, el momento angular se mantiene constante y la velocidad angular aumenta.
• Salto de longitud: El impulso mecánico total calculado a partir de las áreas de la curva es de 390 Ns.
• Impacto de balones: El impacto producido es igual en ambos balones (comparativa de momentos lineales).
• Componentes musculares: El momento de la fuerza muscular es igual al momento de la componente rotacional.
• Giro en el aire: Para pasar de 6 rad/s a 10 rad/s con un momento de inercia inicial de 12 kgm², el nuevo momento debe ser 7.2 kgm².
• Lesiones: En el comportamiento mecánico de una lesión, todas las opciones presentadas son verdaderas.
• Aceleración vertical: Con componentes (1200, 1400) y masa de 70 kg, la aceleración vertical es de 10 m/s².
• Dinámica de rotación: La ecuación fundamental es ΣM = I · α.
• Coordinación de impulsos: La velocidad vertical del CM es de 4.1 m/s.
• Curva tensión-deformación: En la zona plástica, los cuerpos no recuperan su forma original tras la deformación.
• Fuerza centrípeta (F1): Para un radio de 100 m y 200 km/h, la fuerza es de 247 N.
• Extensión de codo: Si la suma de momentos es positiva, aumenta la velocidad angular y ocurre una contracción excéntrica del bíceps.
• Equilibrio de la cabeza: Para mantener el equilibrio con un peso de 50 N y brazos de palanca de 3 cm y 2 cm, se requieren 75 N.
• Conservación del momento angular: Si la suma de momentos respecto al CM es cero, el momento angular permanece constante.
• Viento aparente: Con viento de cola de 4 m/s y sujeto a 4 m/s, la velocidad aparente es 0 m/s.
• Aceleración horizontal: Con componentes (1200, 1400) y resistencia de 10 N, la aceleración es 17 m/s².
• Ángulo máximo de rozamiento: Con un coeficiente de 2, el ángulo máximo es de 63°.
• Principio de Bernoulli: Al aumentar la velocidad de las partículas de un fluido, disminuye la presión.
• Comportamiento viscoelástico: Al aumentar la velocidad de elongación, aumenta la rigidez y se acumula más energía elástica.
• Fuerza de rozamiento límite: En el caso del armario, la fuerza límite es 675 N, lo que confirma que el objeto se mueve.