Fundamentos de Biomecánica Deportiva: Conceptos Clave para el Rendimiento Físico

Conceptos Fundamentales de Biomecánica en el Deporte

¿Qué hace falta conocer para localizar el centro de gravedad corporal de un deportista mediante el método segmentario? ¿Qué se utiliza para ello?

Para localizar el centro de gravedad corporal de un deportista mediante el método segmentario, se necesita conocer el peso y el centro de gravedad de cada segmento corporal.

¿Cuándo se dice que un cuerpo está en Equilibrio Mecánico?

Se dice que un cuerpo está en equilibrio mecánico cuando la resultante de las fuerzas externas actuantes sobre él suma cero, y la resultante de los momentos externos actuantes sobre él también suma cero.

¿Qué factores incrementan la estabilidad? ¿Qué factores la disminuyen?

Los factores que incrementan la estabilidad son:

• Una base de sustentación amplia.
• Una mayor distancia entre la proyección horizontal del centro de gravedad (CG) y el borde de la base de sustentación.
• Un mayor peso del sistema.

Los factores que la disminuyen son los opuestos a los mencionados.

¿Qué representa la Masa de un cuerpo y qué relación tiene con el cambio en su movimiento?

La masa es la cantidad de materia contenida en un cuerpo y representa su inercia o resistencia a cambiar su estado de movimiento. Cuanta más masa tiene un cuerpo, mayor es su resistencia a ser acelerado o a cambiar su velocidad.

¿Cómo se denomina el equivalente a la Masa, cuando un cuerpo está en rotación?

Cuando un cuerpo está en rotación, el equivalente a la masa se denomina momento de inercia.

¿Qué relación existe entre la Fuerza aplicada, la Masa del cuerpo y la Aceleración que sufre?

La relación entre la fuerza aplicada, la masa del cuerpo y la aceleración que sufre se describe por la Segunda Ley de Newton: la fuerza aplicada es igual a la masa del cuerpo multiplicada por la aceleración que sufre (F = m * a).

¿Qué ocurriría con la velocidad de un ciclista si, en un instante determinado, un compañero le da un botellín con 2 litros de agua? ¿Qué ocurrirá si es a la inversa?

Si un ciclista recibe un botellín con 2 litros de agua, su masa total aumentará. Para una misma fuerza de propulsión, un aumento de masa resultará en una disminución de la aceleración, y por ende, de la velocidad si la fuerza neta no cambia. Si es a la inversa (pierde peso), su velocidad aumentará más fácilmente para la misma fuerza de propulsión.

¿Qué puede hacer una patinadora para favorecer su rotación, si ve que se está frenando?

Una patinadora deberá reducir su momento de inercia (por ejemplo, encogiendo los brazos y las piernas) para aumentar su velocidad angular y favorecer la rotación, debido a la conservación del momento angular.

Si dos saltadores de trampolín saltan desde una misma plataforma ubicada a 10m de altura, pero uno de ellos empieza el vuelo 0,1s antes que el otro… ¿Qué ocurre con la distancia que le saca el primero al segundo, cuando este último empieza su vuelo? ¿Qué ocurre con el tiempo que le lleva el primero al segundo al empezar el vuelo?

Cuando el segundo saltador comienza su vuelo, el primero ya habrá recorrido una distancia vertical debido a la aceleración de la gravedad. Esta distancia aumentará con el tiempo. Sin embargo, el tiempo de vuelo total para ambos saltadores, si realizan el mismo salto desde la misma altura y con las mismas condiciones iniciales de velocidad vertical, será el mismo una vez que ambos estén en el aire.

¿Qué significa generar mayor Potencia, relacionándolo con el Trabajo Mecánico que se está realizando?

La potencia es la cantidad de trabajo mecánico realizado por unidad de tiempo (P = W/t). Generar mayor potencia significa realizar más trabajo en el mismo intervalo de tiempo o el mismo trabajo en menos tiempo.

Imagina un salto pliométrico desde un banco. El deportista se deja caer, rebota contra el suelo y salta (con sus piernas extendidas) por encima de una valla más alta que el banco. Piensa qué ocurre con la Energía Mecánica del sistema. ¿Se conserva la energía inicial o, si se introduce energía, de qué tipo…?

En un salto pliométrico, la energía mecánica no se conserva completamente debido a las pérdidas por calor y sonido. Sin embargo, el deportista aporta energía adicional al sistema mediante la contracción muscular durante la fase de rebote, transformando energía química en energía mecánica para alcanzar una altura mayor que la inicial.

Dinámica de Fluidos en el Deporte

¿Cuáles son los fluidos más habituales en los que nos movemos practicando deporte?

Los fluidos más habituales en los que nos movemos practicando deporte son el aire y el agua.

¿Qué determina la flotación de un cuerpo en el agua? ¿Cómo lo plantea el principio de Arquímedes? ¿Y en el aire?

En el agua, la flotación de un cuerpo está determinada por la relación entre su peso (actuando a través del centro de gravedad) y la fuerza de empuje (actuando a través del centro de flotabilidad).

El Principio de Arquímedes establece que 'todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desalojado'. Esta fuerza de empuje es el resultado de las presiones sobre la superficie del cuerpo y siempre actúa hacia arriba a través del centro de flotabilidad del cuerpo.

En el aire, la flotación es mucho menos perceptible debido a la baja densidad del aire y la ausencia de una fuerza de empuje significativa comparable a la del agua.

¿Por qué se mantienen en el aire los pájaros o los aviones? ¿Arquímedes o Bernoulli?

Los pájaros y los aviones se mantienen en el aire principalmente gracias al Principio de Bernoulli y la sustentación aerodinámica. Por encima del ala, las líneas de corriente del aire están más juntas, lo que implica una mayor velocidad del aire y, consecuentemente, una menor presión. Por debajo del ala, la velocidad es menor y la presión mayor. Esta diferencia de presión genera una fuerza resultante hacia arriba denominada sustentación.

Efecto Magnus durante el vuelo de balones y pelotas. Explícalo.

El Efecto Magnus describe cómo la rotación de un cuerpo (como un balón o una pelota) en un fluido afecta su trayectoria. La rotación crea una diferencia de velocidad del fluido alrededor del cuerpo, lo que a su vez genera una diferencia de presión entre sus caras. Esta diferencia de presión produce una fuerza perpendicular a la dirección del movimiento que desvía la trayectoria del objeto.

¿Cuál es el factor que más fácilmente puede optimizarse para disminuir la fuerza de resistencia aerodinámica o hidrodinámica? ¿Cuál es el factor que matemáticamente tiene mayor peso?

El factor que más fácilmente puede optimizarse para disminuir la fuerza de resistencia aerodinámica o hidrodinámica es el área frontal efectiva del deportista o del objeto. Sin embargo, el factor que matemáticamente tiene mayor peso en la fórmula de la resistencia es la velocidad, ya que esta se eleva al cuadrado (F_resistencia ∝ v²).

En el “Túnel de viento” se estudia la resistencia aerodinámica de un ciclista. ¿Qué variable se podría medir con una plataforma dinamométrica, sobre la que se fijaría la bicicleta con el ciclista?

Con una plataforma dinamométrica en un túnel de viento, se podría medir directamente la fuerza de resistencia aerodinámica que experimenta el ciclista.

¿Qué puede hacer un deportista para acelerar o frenar su velocidad angular (de rotación), una vez que está en el aire?

Un deportista puede acelerar o frenar su velocidad angular (de rotación) en el aire modificando su momento de inercia. Por ejemplo, al encogerse (reduciendo el momento de inercia), aumenta su velocidad angular; al extenderse (aumentando el momento de inercia), disminuye su velocidad angular, debido a la conservación del momento angular.