CÁLCULOS EJERCICIOS - TRABAJO 4

SERVICIO EN TENIS

SAQUE DE META

DRIVE DE TENIS

CÁTEDRA 2

Salto Vertical

-Altura máxima : 34.92 cm
-Tiempo de vuelo : 0:00:00:26

Salto Horizontal

-Ángulo de fuerza : 91°

-Velocidad inicial : 1,46 m/s

-Tiempo de vuelo : 0:00:00:33

-Longitud máxima :151,04 cm

-Longitud máxima altura : 35,06 cm

-Altura máxima : 57,78 cm

                                       

Leyes de Newton

Primera ley o Ley de Inercia

-Un cuerpo se va a mantener en reposo , equilibrio estático , o en movimiento rectilíneo uniforme , a menos que la sumatoria de las fuerzas ejercidas sobre él , sean diferentes a cero .

Fn = sumatoria de las fuerzas ejercidas sobre un cuerpo

Un ejemplo de esto , seria cuando , al comenzar un partido de fútbol , el balón se encuentra en reposo o 'muerto' en la jerga futbolística, pero este , al ser pateado en el toque inicial , se encontró bajo la fuerza de una fuerza que la movió.

Segunda ley o Ley de Fuerza

-El cambio en el momentum lineal es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre en linea recta en el eje donde se desplaza el vector de la fuerza aplicada , es decir ,que si sobre un objeto en movimiento actúa una fuerza neta esta fuerza modificara el movimiento o la dirección del objeto.

F = m a

Un ejemplo de esto , sería cuando el balón, ya pateado , comienza a descender debido a la fuerza de gravedad que la tierra ejerce sobre el balón que iba subiendo.

Tercera ley de fuerza o Ley de Acción y Reacción

-Al aplicar una fuerza sobre un cuerpo, este generará una fuerza de igual magnitud y dirección que el esfuerzo aplicado, pero en sentido opuesto sobre el cuerpo que aplica la fuerza inicial. 

Un ejemplo de esto , cuando un jugador patea el balón , y este da sobre el poste o travesaño. El balón rebotara en la dirección opuesta en la que iba. 

Análisis de las fases de movimiento : Chut de futbol

La mecánica básica del golpeo del balón se puede dividir en:


1-Marcha


2-Impulso de la pierna que realiza el golpeo desde una posición retrasada con respecto al tronco hasta una posición adelantada. (movimientos del tren superior)


3-Pierna de apoyo 4-Pierna de golpeo o contacto 5-Traslado en forma relajada o regreso de la pierna de contacto a la posición inicial.


después del golpeo del balón de la pierna adelantada con una acción de frenado. La mecánica del golpeo del balón implica la utilización de una cadena cinética implicada en el pie, la cual suele corresponder, y tiene cierta similitud con el modelo de marcha o carrera, aunque se evidencian algunas diferencias, la más notable es la participación del miembro que esta en apoyo, el cual desacelera y estabiliza la cadera impidiendo que el cuerpo se desplace hacia delante.


Las articulaciones del tobillo y del pie, contribuyen en el control y determinan el ángulo de contacto que incidirá en la dirección del balón.


También han de considerarse que los principios biomecánicos más importantes que afecta el golpeo del balón son los momentos de fuerza para acelerar el pie tras el movimiento angular de la rodilla y la tibia, del movimiento, del contramovimiento y del equilibrio, tanto estático como dinámico.


Fase 1: La Marcha o Carrera


La extremidad inferior esta dedicada a la carga y la de ambulación. Dentro de la marcha encontraremos 2 fases, como lo son la fase postural y la fase de oscilación, la cuales alternativamente nos proporcionan lo que conocemos como marcha. En un jugador de fútbol que esta en constante movimiento (como es el caso que se estudia), éste no solo va a ampliar su base de sustentación (como también puede reducirla), sino que un factor aun mas importante es el centro de gravedad en el cuerpo, el cual en la marcha normal no oscila a las de 5 cm., este controlado conforme avanza el cuerpo y se toma en relación a la 1 vértebra sacra.


El tronco, siendo la porción más pesada y grande, su estructura permitirá soportar la cabeza y los miembros tanto superiores como inferiores, permitiendo mantener la postura. La pelvis y el tronco se desplazan en sentido lateral hacia el lado del pero y lo concentra en la cadera y esta estabiliza el movimiento mediante la acción del glúteo medio. Durante la fase de oscilación la articulación de la cadera de la pierna opuesta actúa como fulcro para la rotación.


Cuando ocurre el choque del talón: el pie el mayor efecto lo tiene el tibial anterior, el cual atrae hacia arriba el dorso del pie, permitiendo que de esta manera el talón (calcáneo) sea lo primero que entre en contacto con el suelo. El extensor común de los dedos con el extensor propio del dedo gordo, ayudan a atraer el pie en flexión dorsal. Cuando el pie se coloca totalmente sobre la superficie plana, los dorsiflexores del pie (tibial anterior, extensor común de los dedos y extensor propio del dedo gordo), permiten que el pie se mueva hacia a la flexión plantar mediante el alargamiento excéntrico (contracción excéntrica). El cuadricéps se contrae para mantener estable la rodilla, puesto que en condiciones normales esta no es recta. Durante esta fase del desplazamiento el peso queda encargado sobre cada una de las caderas correspondientemente, el glúteo medio es el encargado de permitir la abducción. El impulso luego que el pie se encuentra apoyado en el suelo, corresponde a la articulación metatarsofalángica del dedo gordo, y que esta realice una hiperextensión. En la articulación de la rodilla, los músculos gemelos, sóleo y plantar delgado son vitales para el impulso, elevando el calcáneo desde su parte posterior y de esta manera quedar apoyado solo en la cabeza de los metatarsianos, generando como tal el impulso.


El trabajo muscular en este momento del miembro superior pueden ser utilizados como balancín, con algunos movimientos torsionales de la parte superior del tronco. El movimiento pendular es sincronizado entre el torso, las caderas y piernas. El movimiento de los brazos debe ser paralelo al torso, con un levo ángulo convergente hacia el centro del cuerpo. Los brazos deben estar relajados en todo momento.


La mano debe estar suelta, pero no floja. Si está floja, se genera tensión adicional por el sacudido de las manos esto causa acortamiento del paso y pérdida de impulso. El sobre balanceo posterior del brazo no sólo causa ese desequilibrio y desplazamiento del centro de gravedad del cuerpo, sino también el acortamiento de los pasos de marcha.


Fase 2: Impulso de la pierna que realiza el golpeo desde una posición retrasada con respecto al tronco hasta una posición adelantada.


Una vez que la marcha es constante, el jugador procede a mantener una pierna en estado de apoyo mientras que la otra la mantendrá retrasada con respecto al tronco, de esta manera consigue mucho más impulso y fuerza para aplicar al balón. En la articulación de la cadera de la pierna de apoyo el mayor trabajo muscular corresponde al glúteo medio en el cual descansará en este momento la mayor parte el peso. La pierna de poyo se mantiene en extensión completa, realizando una gran función el cuadriceps crural, y el recto anterior colabora con la flexión de la cadera, la cual permite estabilizar la posición de la pierna.


Debido a que (tomando como referencia la imagen), para tener mayor estabilidad el jugador se apoya en el talón (calcáneo), el pie se encuentra en flexión dorsal, trabajando de esta manera el tibial anterior, flexor común de los dedos, y flexor propio del dedo gordo. Adicionalmente los músculos posteriores de la pierna (tríceps sural) realizaran una contracción isométrica, para dar mayor estabilidad al movimiento. La pierna con la cual se realiza el golpe al balón se encuentra en extensión (mucho mas retrasada con respecto al tronco), así el glúteo mayor, permite este movimiento, y con la ayuda de los isquiotibiales se permite flexionarla pierna a su vez sobre la cadera. El pie correspondiente con esta pierna se encuentra en flexión plantar, lo que permite suponer que aunque el mayor trabajo se encuentra en la parte posterior (tríceps sural), la parte anterior de la pierna (tibial anterior) también realiza una contracción isométrica de manera de estabilizar el movimiento, y permitir mayor eficacia a la hora del golpe. Los músculos de la parte anterior del muslo (cuadriceps) trabajaran en conjunto con los extensores de cadera, sobre todo e recto anterior. El sartorio, pectíneo y tensor de la fascia lata, junto con el glúteo medio, ayudara a mantener y realizar la abducción de cadera.


Todos los flexores de cadera tienen acciones secundarias, componentes de aducción, abducción o de rotación externa-interna, de forma que desde este pinto de vista se pueden clasificar en dos grupos:


En el primer grupo se incluyen los haces anteriores de los glúteos menor y mediano y el tensor de la fascia lata: son los flexores-abductores-rotadores interno, cuya contracción aislada es predominante en el juego de fútbol, llevando hacia atrás la cadera, separándola del cuerpo para no chocar a la hora del retorno y la rotación interna, separando aun más de la línea media.


En el segundo grupo muscular se incluyen el psoas, el pectíneo y el aductor mediano, que realiza un movimiento de flexión-aducción-rotación externa. La posición que adopta el jugador de fútbol cuando la pierna de golpeo adopta la posición adelantada con respecto al cuerpo.


Durante la flexión directa, como ocurre en la marcha, es necesario que ambos grupos realicen una contracción antagonista-sinergista equilibrada. La flexión-aducción-rotación interna necesita que predominen los aductores y el tensor de la fascialata, así como los glúteos menor y mediano en calidad de rotadores internos

                                        .

Cuando la pelvis esta en apoyo unilateral, el equilibrio transversal se asegura únicamente mediante la acción de los abductores del lado de apoyo: solicitando por el peso del cuerpo aplicado al centro de gravedad, la pelvis tiene a bascular en torno a la cadera que carga. En este caso se puede considerar a la cadera como una palanca de 1 genero , cuyo punto de apoyo esta constituido por la cadera que carga, la resistencia por el peso del cuerpo y la potencia por la fuerza del glúteo mediano aplicada a la fosa iliaca antero superior. accesoriamente a los glúteos, también en el apoyo unilateral de la cadera, cuentan con la ayuda del tensor de la fascialata.

En la posición adelantada, es decir cuando se tiene la flexión acentuada de la cadera, el piramidal modifica su acción, mientras que en alineación normal es rotador externo-flexor-abductor, en flexión acentuada se convierte en rotador interno-extensor-abductor.

La utilización de energía elástica de los músculos flexores de la cadera y de los extensores de la rodilla de la pierna es un factor importante que condiciona la eficacia del golpeo del balón.

A partir de esta posición, ahora, la pierna con la cual se ejecuta el movimiento, realizando una extensión de la rodilla principalmente, conjuntamente con la cadera, realizado por el cuádriceps en todas sus partes (vasto interno, externo, recto anterior y crural). La contracción concéntrica del psoas iliaco permite la atracción de todo el miembro desde la posición atrasada, hasta ahora una adelantada.

Al entrar en contacto el pie con el balón, éste realiza una contracción isométrica del músculo pédio del pie, y de esta manera golpea al balón desde su cara dorsal.



El golpe al balón también puede realizarse con el arco interno del pie, y de esta manera se obtiene mayor estabilidad por la fuerza contenida en el primer metatarsiano y los huesos del tarso.

Fases de movimiento : Chut de fútbol

El chut de fútbol es el movimiento mas básico y fundamental del fútbol , y lo analizaremos biomecánimente según sus fases de movimiento, desde su comienzo a su final.

Fase 1:  Marcha o carrera

  El jugador comienza la carrera en dirección al balón , realizando una carrera en donde gana impulso y concentra la fuerza, la manos irán relajadas y sus brazos flexionados de forma que la carrera sea cómoda y optima .

  

Fase 2: Movimientos del miembro superior


el jugador realiza un leve giro lateral en su tronco, donde sincronizadamente hace una extensión de hombro y codo con un brazo , mientras el otro realiza una flexión. Todo esto de forma contra lateral en relación a la pierna de apoyo.

Fase 3: Pierna de apoyo


En esta fase en la pierna contra lateral con respecto a la que realiza el movimiento de contacto, se observa tanto en la articulación de la cadera, de la rodilla y del pie co-contracción de los flexores y extensores de cada una de las articulaciones mencionadas, estos se contraen concéntricamente.

Fase 4: Pierna de contacto

La extensión de cadera pasa a realizar una flexión de cadera , encontrándose así con el balón y golpeando a este. La rodilla , mientras estaba en flexión cuando estaba la extensión de cadera, pasa a realizar una extensión de rodilla.

Fase 5: Regreso de la pierna de contacto a la posición inicial

Esta fase está incluida en el análisis de la marcha, específicamente en la etapa de oscilación, donde ocurre una des aceleración o frenado del movimiento y la vuelta de una posición inicial. 

Articulaciones

Teorema de Pitagoras

En un triángulo rectángulo, el cuadrado de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de los catetos. 

ejemplo : 

Ley de Coseno

La ley de cosenos se puede considerar como una extensión del teorema de Pitágoras aplicable a todos los triángulos. Ella enuncia así: el cuadrado de un lado de un triángulo es igual a la suma de los cuadrados de los otros dos lados menos el doble producto de estos dos lados multiplicado por el coseno del ángulo que forman. Si aplicamos este teorema al triángulo de la figura 1 obtenemos tres ecuaciones:

Resolver un triángulo significa obtener el valor de la longitud de sus tres lados y la medida de sus tres ángulos internos. Para resolver triángulos que nos son rectángulos se utiliza la ley de cosenos y/o la ley de senos .Todo dependerá de los valores conocidos

Ley de Seno

Ley de senos 

La ley de los Senos es una relación de tres igualdades que siempre se cumplen entre los lados y ángulos de un triángulo cualquiera, y que es útil para resolver ciertos tipos de problemas de triángulos.

La ley de los Senos dice así: Donde A, B y C (mayúsculas) son los lados del triángulo, y α, β y γ (minúsculas)son los ángulos del triángulo: Observa que las letras minúsculas de los ángulos no están pegadas a su letra mayúscula. O sea, la ''α'' está en Angulo opuesto de 'A' , así mismo ''β'' está en Angulo opuesto de B , y ''y'' está en Angulo opuesto de ''Y''.

Siempre debe ser así cuando resuelvas un triángulo. Si no lo haces así, el resultado seguramente te saldrá mal. Resolución de triángulos por la ley de los Senos. Resolver un triángulo significa encontrar todos los datos que te faltan, a partir de los datos que te dan (que generalmente son tres datos).

*Nota: No todos los problemas de resolución de triángulos se pueden resolver con la ley de los senos. A veces, por los datos que te dan, sólo la ley de los cosenos lo puede resolver. En general, si en un problema de triángulos te dan como datos 2 ángulos y un lado, usa ley de los senos. Si por el contrario te dan dos lados y el ángulo que hacen esos dos lados, usa la ley del coseno.

Vectores: Módulo, Dirección y Sentido

Un vector es todo segmento de recta dirigido en el espacio. Cada vector posee unas características que son:

Origen: O también denominado ''punto de aplicación''. Es el punto exacto sobre el que actúa el vector.

Módulo: Es la longitud o tamaño del vector. Para hallarla es preciso conocer el origen y el extremo del vector, pues para saber cuál es el módulo del vector, debemos medir desde su origen hasta su extremo.

Dirección: Viene dada por la orientación en el espacio de la recta que lo contiene.

Sentido: Se indica mediante una punta de flecha situada en el extremo del vector, indicando hacia qué lado de la línea de acción se dirige el vector.

Hay que tener muy en cuenta el sistema de referencia de los vectores, que estará formado por un origen y tres ejes perpendiculares. Este sistema de referencia permite fijar la posición de un punto cualquiera con exactitud.

El sistema de referencia que usaremos, como norma general, es el Sistema de Coordenadas Cartesianas.

Un vector no tiene una ubicación definida; puede trasladarse a cualquier lugar del plano sin modificar ni su módulo, ni su orientación (dirección y sentido). Por esta razón se dice que los vectores son libres. 

Los vectores sirven para representar magnitudes geométricas y físicas que tienen módulo, dirección y sentido, como traslaciones, velocidades y fuerzas. Como lo que caracteriza a un vector es su módulo, su dirección y su sentido, dos vectores son iguales si tienen el mismo módulo, la misma dirección y el mismo sentido.

Suma de Vectores

Como los vectores tienen modulo y dirección , la suma de vectores no sigue las reglas de la suma tradicional de los escalares. De forma gráfica, la suma de vectores ''a'' y ''b'' nos dará como resultado otro vector , que denominaremos ''c'', y el cual podemos obtener de la siguiente manera.

¿

Historia de la Biomecánica

La biomecánica nace de la mano con los diferentes planteamientos matemáticos , asociados a la anatomía , física , fisiología y otras ciencias , y de la asociacion de estas ciencias es que se puede empezar a unir procesos históricos que nos dan a conocer la biomecánica como tal.

Entre los procesos históricos destacaremos

Edad Antigua (Grecia) 

En esta edad se sentan las bases científicas de las ramas como la matemática , la medicina, física , entre los personajes mas importantes para la biomecánica destacaremos:

-Galeno : Creación de paradigmas anatómicos,

-Aristóteles : Análisis de anatomía  (biomecánica) animal.













Edad Media

Es bien sabido que durante esta etapa , los avances científicos fueron nulos , solo queda destacar la labor de los artistas que fueron capaces de ilustrar dibujos anatómicos.

Renacimiento

El renacimiento , llamado así como forma de expresar un resurgimiento de libertad, donde las ciencias en todos sus ámbitos vuelven a tener la importancia que debían, y vuelven a entregarse mas datos sobre cada rama.

-Leonardo Da Vinci (1452 - 1519) : Vuelo, Leyes del medio aéreo y acuático

-Andreas Vesalio (1514 - 1564) : Leyes mecánicas aplicada ''El hombre que fabrico el cuerpo humano''

Revolución Científica 

Época donde los avances científicos siguen siendo los mas relevantes hasta hoy en día , inventos como el microscopio , lograron de esta época y sus principales personajes convertirse en ''piedras angulares'' del nuevo método científico.

-Galileo Galilei : Matemática al estudio de la naturaleza y leyes de caídas libre y parábolas

-Isaac Newton : Establecimiento de las 3 leyes de Newton

Sigo de la marcha

En el sigo de la marcha , las principales aportaciones a la biomecánica fueron; el desarrollo de los métodos de medición para la cinemática y cinética del movimiento, así como para la corriente eléctrica, la biomecánica dejo de ser intuitiva y paso a ser estudiada en cuanto a lo cuantitativo. Ademas se desarrolla la técnica fotográfica orientada al estudio de la locomoción humana.

-Eadweard Muybridge : Fotoseriaciones del movimiento humano y animal

Animal locomotion 1877

Siglo XX

Los mayores aportes en esta época fueron de los científicos Jules, Bernstein, Hill, etc. De aquí en adelante la biomecánica paso a impartirse como disciplina autónoma bajo el nombre de ''teoría del movimiento''(1927) y en 1831 paso a ser llamada Biomecánica de los ejercicios físicos.   

Archivald Vivian Hill : Modelo mecánico de contracción muscular

Nicholas Bernstein : análisis cinemáticos 3D para coordinación en carrera y marcha 

Etienne Jules Marey : Fotografía fotocíclica del movimiento humano , y creador del primer fusil fotográfico , que dio paso al fusil fotográfico eléctrico

Cabe destacar que una de las principales motivaciones en el estudio de esta ciencia fueron los deportes, la competiciones mundiales donde potencias como la URSS buscaban la perfección de sus atletas mediante estudios financiados, y así lograr demostrar su supremacía tanto científica como deportiva mente. 

En 1973 en Pensilvania ,nace la ISB, que fue la primera sociedad de Biomecánica creada por el profesor Richard Nelson 

En 1976 nace la European Society of Biomechanics y en 1983 nace la International Society of Biomechanics in Sport (ISBS)

En la actualidad , los avances tecnológicos y la colaboración en áreas como la biología , fisiología, medicina y el deporte hacen que la biomecánica se encuentre en un momento de gran producción y avances científicos.

¿Qué es la Biomecánica?

Existen distintas definiciones de la biomecánica según diferentes autores , entre las que destacaremos la de Attinger (1984) como la mas acertada entre todas.