1. CINETICA
Dr. Manuel Chiriboga MSc.
U.T.N.

2. CONCEPTOS



Trata de los cuerpos en movimiento y las
fuerzas que actúan para producirlo
FUERZA: “es un impulso o una tracción”
(Barney Le Veau)
“aquello que empuja o tira por medio de un
contacto mecánico directo o por la acción de
la fuerza de gravedad que altera o varía el
movimiento de un objeto” (Luttgens)

3. CONCEPTOS



“es la medida de la acción mecánica de un
cuerpo sobre otro” (Donskoi)
Las fuerzas involucradas pueden ser
externas o internas
Fuerzas externas: llamadas CARGAS, son
ajenas a la estructura, son las que ejercen
los cuerpos de un sistema arbitrario sobre los
cuerpos externos de un sistema específico

4. CONCEPTOS



Fuerzas externas: fuerza de gravedad,
resistencia del aire, resistencia del agua,
inercia, acción muscular y reacción del piso
Fuerzas internas: son aquellas ejercidas
entre los cuerpos que se hallan en un
sistema determinado. Son llamadas
TENSIONES
Tensión: es la resistencia interna de un
material que reacciona a una carga aplicada
externamente

5. CONCEPTOS



MATERIA: es todo lo que ocupa un lugar en
el espacio
MASA: cantidad de materia sobre la cual se
aplica la fuerza de gravedad
CENTRO DE MASA: es aquel punto que se
encuentra exactamente en el centro de la
masa de un objeto. Frecuentemente es
llamado CENTRO DE GRAVEDAD

6. CARACTERISTICAS DE LA
FUERZA
1.
2.
3.
4.

Magnitud
Línea de acción
Dirección
Punto de aplicación
Para describir completamente la
fuerza, se deben identificar estas 4
características, para no alterar la
naturaleza del movimiento

7. CARACTERISTICAS DE LA
FUERZA




MAGNITUD: indica el tamaño de la fuerza, es
una cantidad escalar. La unidad es el kg o el
newton (0,102 kg)
LINEA DE ACCION: nos ayuda a determinar
el eje de acción de la fuerza
DIRECCION: se sitúa a lo largo de la línea de
acción
PUNTO DE APLICACIÓN: es aquel en el
cual ésta se aplica a un objeto

8. LEYES DE NEWTON


LEY DE LA INERCIA: “todo cuerpo
conservará su estado de reposo o de
movimiento rectilíneo y uniforme
mientras fuerzas externas aplicadas a
él no le hagan variar ese estado”
Inercia : es la propiedad que posee un
objeto de permanecer en estado de
reposo o movimiento

9. LEYES DE NEWTON




LEY DE ACELERACION: “la aceleración de
un objeto es directamente proporcional a la
fuerza causante, en la misma dirección de la
fuerza e inversamente proporcional a la masa
del objeto”
Ecuación: F = ma
LEY DE REACCION: “para cada acción
existe una reacción igual y opuesta”
Estas tres leyes se aplican para estudiar la
cinética de los cuerpos y sus características
inerciales, de fuerza y de trabajo y energía.

10. METODOS



DE LA ACELERACION: se utiliza para el
análisis de la fuerza y las aceleraciones
instantáneas
DEL IMPULSO – MOMENTO: se aplica
cuando la fuerza actúa en un período de
tiempo o está involucrado en una colisión
DEL TRABAJO – ENERGIA: se utiliza
cuando una fuerza actúa sobre una distancia

11. METODO DE LA
ACELERACION


Fuerza es un impulso o tracción; ó,
Fuerza es una entidad física que tiende
a acelerar el cuerpo sobre el cual se
aplica y se requiere que la fuerza
mueva o detenga un objeto, o que
cambie su dirección de movimiento.
Esto resulta en un cambio en la
velocidad del objeto = aceleración

12. METODO DE LA
ACELERACION




La masa de un objeto proporciona su
tendencia a permanecer en reposo o en
movimiento constante (1ra ley de Newton)
La masa representa la medida cuantitativa de
la inercia de un cuerpo
Matemáticamente la 2da ley de Newton será:
a = F/m
Si la masa se mide en kg y la aceleración en
m/seg2, la fuerza se mide en kg.m/seg2 o
newtons

13. METODO DEL IMPULSO
MOMENTO


Es útil cuando la fuerza actúa sobre un
período de tiempo y es esencial cuando
está involucrada una colisión
Si sustituimos el término ∆v/∆t por la a
en la ecuación de aceleración, obtenemos la
ecuación de momento: F = m∆v/t, en donde
m∆v representa el momento de cambio del
cuerpo, quedando: Ft = m∆v

14. METODO DEL IMPULSO
MOMENTO



El producto de la fuerza por el tiempo
es llamado fuerza impulsiva
Una fuerza mayor aplicada durante un
mayor lapso aumentará el valor del
momento
El vector de la velocidad apuntará en la
misma dirección que la fuerza
resultante

15. METODO DEL TRABAJO ENERGIA





TRABAJO: es una fuerza que vence una
resistencia y que mueve a un objeto a través
de una distancia
Su valor se determina multiplicando la fuerza
(F) por el desplazamiento (S) del objeto
Trabajo = Fuerza x Distancia: W = FS
W = F cos α x S
La medida en el SMD es el Joule

16. METODO DEL TRABAJO ENERGIA




ENERGIA: es la capacidad para realizar un
trabajo
Puede ser: calorífica, sonora, lumínica,
eléctrica, química, atómica y mecánica
ENERGIA POTENCIAL: es la capacidad que
tiene un cuerpo para realizar un trabajo,
debido a su situación o configuración; esto
es, un cuerpo contiene energía almacenada
debido a su altura o a su deformación
PE = mgh; W = EP

17. METODO DEL TRABAJO ENERGIA



ENERGIA CINETICA: es la energía producto
del movimiento
Cuanto más rápido se mueva el cuerpo
mayor energía cinética. Pero cuando deja de
moverse pierde la energía cinética
KE = ½ mv2; donde m, es la masa, v, es la
velocidad. Si v es cero KE también es cero

18. METODO DEL TRABAJO ENERGIA



Como la energía es la capacidad para
realizar un trabajo y sabiendo que no puede
crearse ni destruirse, el trabajo realizado es
igual a la energía cinética adquirida:
W = ½ mv2
La energía normalmente se transforma de
energía cinética a energía potencial o
viceversa

19. METODO DEL TRABAJO ENERGIA



POTENCIA: se define como la
velocidad al realizar un trabajo, o la
velocidad a la cual se gasta la energía
Potencia promedio es la cantidad de
trabajo realizado durante un intervalo
específico de tiempo y se calcula con la
ecuación:
P=W/t

20. METODO DEL TRABAJO ENERGIA


Este método es útil cuando se conocen
las fuerzas que actúan sobre el sistema
de acuerdo con la posición del cuerpo,
más que al tiempo
Para usar este método es necesario
conocer la cantidad de trabajo realizado
para mover el objeto

21. FUERZAS



Francis (1976) clasificó a las fuerzas que modifican
el movimiento en:
Peso
Fuerzas de contacto:



reacción normal
Fricción
Dinámica de los fluidos:





Flotación
Resistencia
Elevación o ascención
Elasticidad
Rebote

22. EL CUERPO HUMANO
COMO SISTEMA
BIOMECANICO



La estructura y funciones de los órganos de
apoyo y de movimiento en el hombre se
distinguen por su gran complejidad
Esto está dado por la gran multitud de
posibilidades de posturas y de movimiento
del cuerpo
Permite analizar el cuerpo completo y sus
partes como sistemas biomecánicos
particulares

23. SISTEMA BIOMECANICO

Se entiende a la agrupación de objetos
vivos (órganos, tejidos, etc) que poseen
particularidades generales en la
manifestación de las leyes del
movimiento mecánico, las
particularidades generales de las
formas de dirección de estos, la
participación o inclusive su empleo

24. CLASIFICACION



1.
2.
3.
4.
Sistemas activos: todo el cuerpo, el aparato
locomotor
Sistemas pasivos: órganos internos, tejidos
blandos y líquidos
Interés especial el sistema biomecánico del
aparato locomotor, que sirve de:
Fuente de energía
Mecanismo de transmisión de los esfuerzos
Objeto de movimiento
Sistema de dirección

25. CADENAS
BIOCINEMATICAS




El sistema biomecánico del cuerpo humano
está formado por cadenas biomecánicas
Son las múltiples partes del cuerpo, unidas
de manera móvil
A ellas están aplicadas fuerzas, que
provocan deformaciones de los miembros del
cuerpo y variación del movimiento de dichos
miembros
Los pares y cadenas biocinemáticas son
conceptos tomados de la teoría de los
mecanismos y maquinarias

26. CADENAS
BIOCINEMATICAS




MECANISMO: son varios cuerpos unidos en forma
móvil, de los cuales uno está fijo, y los restantes
realizan movimientos completamente determinados.
Sirven para la transformación de unos miembros en
el movimiento imprescindible de otros
MAQUINA: es un conjunto de mecanismos para la
transformación conveniente de la energía en trabajo
mecánico o, a la inversa, del trabajo mecánico en
energía
Los miembros de las cadenas y sus uniones se
encuentran bajo la acción de las fuerzas que se
aplican sobre ellos (cargas)

27. CARGAS



Las fuerzas aplicadas a un cuerpo y
que en conjunto provocan su
deformación
DEFORMACION: es la variación de la
forma y las dimensiones
Los huesos del esqueleto y los tejidos
blandos contrarrestan durante su
formación la acción de las fuerzas
aplicadas

28. CARGAS





TIPOS: de acuerdo a la deformación
que provocan se distinguen:
Cargas de tracción
Cargas de presión
Cargas de flexión, y,
Cargas de torsión

29. Cargas de tracción


Las cargas que provocan tracción son
las cargas más características de los
tejidos blandos
Estas surgen cuando el sujeto se
encuentra en suspensión o cuando se
sostiene un peso con los brazos
extendidos hacia abajo

30. Cargas de presión


Las cargas que crean presión de los huesos
y cartílagos, las encontramos con más
frecuencia en la posición vertical del cuerpo
sobre el apoyo
En este caso, sobre el esqueleto actúan, por
una parte, la fuerza de gravedad del cuerpo y
el peso de las cargas externas, y por otra, la
presión del apoyo

31. Cargas de flexión


Estas se encuentran cuando los huesos
ejecutan el papel de palanca
En estos casos las fuerzas de los
músculos y las fuerzas de resistencia,
aplicadas a ellos, están dirigidas
transversalmente a los huesos y
provocan su flexión

32. Cargas de torsión

Se las encuentra en los movimientos de
rotación del miembro, alrededor de un
eje longitudinal

33. CARGAS




TIPOS: por el carácter de la acción, se
distinguen:
Cargas estáticas
Cargas dinámicas
ESTATICAS: tienen una magnitud
constante, y por lo general, son
relativamente pequeñas

34. Cargas dinámicas


Surgen durante los movimientos, donde
actúan las fuerzas de inercia, que varían y
pueden incrementarse hasta magnitudes muy
grandes
Cuando actúan en una dirección
desacostumbrada pueden superar el margen
de seguridad de uno u otro miembro y
provocar una lesión en el aparato locomotor

35. Cargas dinámicas


Los músculos, las cápsulas articulares, los
ligamentos, así como los cartílagos, que
unen los huesos del esqueleto, al
deformarse, disminuyen la acción de las
cargas dinámicas
Los músculos por su elasticidad disminuyen
esta acción. Si es insuficiente se provoca
lesión de ligamentos y cartílagos e incluso
huesos y el músculo mismo

36. DEFORMACIONES
ELASTICAS



Surgen en el cuerpo bajo la acción de una
carga y desaparece cuando ésta deja de
actuar
La variación de la forma de los cuerpos bajo
la acción de una fuerza aplicada, es una
propiedad de todos los cuerpos reales
En la naturaleza no existe cuerpo
absolutamente rígido, todos se deforman en
determinadas condiciones

37. DEFORMACIONES
ELASTICAS



En caso de deformación elástica, la forma del
cuerpo, después que ha cesado la acción de
la fuerza deformante, se recupera
La deformación plástica se mantiene
después que ha cesado la carga, es decir, la
forma inicial ya no se recupera
ELASTICIDAD: es la propiedad de un cuerpo
para recuperar por si mismo su forma,
después de una deformación

38. DEFORMACIONES
ELASTICAS


REOLOGIA: se ocupa del estudio de
las leyes de variación de la forma de
los cuerpos (flujo de la materia)
Estudia la deformación de los cuerpos
teniendo en cuenta las condiciones de
variación de su forma y los estados
previos a esta variación

39. DEFORMACIONES
ELASTICAS

1.
2.
3.
4.
ZONAS DE DEFORMACION: son
distintas en los diferentes cuerpos
Zona de elasticidad lineal
Zona de elasticidad no lineal
Zona de deformación plástica
Zona de ruptura

40. DEFORMACIONES
ELASTICAS





El cuerpo elástico tiene deformación
reversible
El cuerpo plástico tiene deformación
irreversible
El cuerpo frágil tiene una baja deformación
relativa
El cuerpo duro tiene un alto nivel de rigidez
El cuerpo viscoso, la deformación elástica va
seguida de una deformación plástica

41. UNIONES DE LOS
MIEMBROS


En las cadenas biocinemáticas facilitan
la multitud de posibilidades de
movimientos
De la forma de unión y de la
participación de los músculos en los
movimientos depende su dirección y
amplitud

42. PARES CINEMATICOS



Es la unión móvil de los miembros
La forma de unión determina las limitaciones
(enlaces) ante el movimiento relativo
(condiciones de enlace)
La existencia de movilidad en la unión da a
los miembros determinadas posibilidades de
movimiento relativo (grados de libertad)

43. ENLACES



Pueden ser:
Geométricos: obstáculo constante al
desplazamiento en determinada
dirección
Cinemáticos: limitación de la velocidad,
por ejemplo: un músculo antagonista

44. PARES CINEMATICOS




Pueden ser:
De traslación: un miembro puede
desplazarse paralelamente al otro
De rotación
Helicoidales: cuando se combinan los
movimientos de traslación y rotación

45. CADENAS CINEMATICAS



Es la unión sucesiva o ramificada de
una serie de pares cinemáticos
La cadena que tiene el miembro final
libre se denomina abierta
La cadena que no tiene ningún
miembro final libre se denomina
cerrada

46. Cadena abierta




Para cada unión, son posibles movimientos
aislados
Son movimientos geométricamente
independientes de los movimientos de las
otras uniones
Ejemplo: las extremidades cuando sus
miembros finales están libres
Los movimientos en estas cadenas se
caracterizan por una independencia relativa
de los miembros

47. Cadena cerrada





Estas cadenas son perennes o transitorias
Es imposible que se produzca un movimiento
aislado único
Los movimientos de unos miembros influyen
sobre los movimientos de otros, inclusive,
sobre los miembros más lejanos
Ejemplo: esternón-costillas-columna-costillasesternón
Las posibilidades de movimiento son
menores pero la dirección es más exacta

48. MOVIMIENTOS CON
DESPLAZAMIENTO DE CUERPOS
EXTERNOS



Sirven para desplazar un cuerpo físico
externo a la velocidad necesaria en la
dirección adecuada
Son el fundamento de la mayoría de las
acciones en los juegos con pelota
Difieren con las tareas dadas por el
reglamento de las competencias y por
la táctica

49. MOVIMIENTOS CON
DESPLAZAMIENTO DE CUERPOS
EXTERNOS




La forma externa de estos movimientos está dada
por las características físicas del balón, el
reglamento y la táctica del juego
Los movimientos con balón son realizados con
interacción de choque
Es imprescindible transmitir al balón una velocidad
dada (máxima) en la dirección necesaria
La velocidad necesaria del punto de trabajo de la
cadena biocinemática, se alcanza mediante la
aplicación de esfuerzos coordinados en el espacio de
aceleración del cuerpo a desplazar

50. Suma de movimientos y
velocidades


Se realizan mediante los movimientos
compuestos de muchos miembros de las
cadenas biocinemáticas
Al sumar los movimientos de los miembros
en un movimiento compuesto, se solucionan
tareas muy complejas: lograr una trayectoria
dada, ejecutar movimientos simultáneos y
consecutivos en muchas articulaciones con el
trabajo de cientos de músculos

51. Suma de movimientos y
velocidades



Hay que crear condiciones óptimas para
aplicar esfuerzos de aceleración en el punto
de trabajo
Obtener una velocidad con una magnitud
dada y con una dirección determinada
Los movimientos en un mismo sentido
aumentan la velocidad del miembro final de la
cadena; e inversa