Guía de laboratorio nº 05. La fuerza: Determinación de la fuerza muscular de una persona

Biofisica.Guia5.CenGrav

Asociación Universidad Privada San Juan Bautista

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA

Curso: Biofísica Médica Ciclo: I

GUIA DE LABORATORIO Nº 05

FUERZA: Determinación de la fuerza muscular de una persona

COMPETENCIAS

1. Determina la fuerza ejercida por el músculo bíceps de un estudiante

2. Determina la fuerza de contacto del hueso húmero sobre la articulación del codo

3. Determina la sección transversal del músculo bíceps

FUNDAMENTO TEORICO

1. El sistema muscular facilita el movimiento, el mantenimiento de la postura y la producción de calor y energía. Está formado por tres tipos de tejido muscular: cardiaco, liso y esquelético.

2. En esta práctica solo estudiaremos el músculo esquelético, el cual constituye la masa muscular tal y como la conocemos. El sistema esquelético comprende tendones que unen el músculo al hueso y el tejido conectivo que rodea y sostiene el tejido muscular. Un hombre de 70 kg de peso tiene aproximadamente 25 – 35 kg de músculo esquelético.

3. Los músculos están constituidos por gran número de fibras cuyas células son capaces de contraerse al ser estimulados por impulsos que llegan a ellos procedentes de los nervios.

Figura Nº 01.- La contracción del músculo produce dos pares de fuerzas que actúan sobre dos huesos y los músculos en el punto donde están ligados los tendones. Estos puntos de unión se denominan origen e inserción. La magnitud de estos pares de fuerza es variable en función de las cualidades atléticas de una persona y de otros factores, logrando desarrollar una fuerza muscular máxima.

En la Figura Nº 02 se representan las condiciones de un problema simple de la Biomecánica, problema que atañe a la retención de carga por medio de la mano. Por las longitudes conocidas del hombro y del antebrazo y por la magnitud de la carga es necesario hallar el esfuerzo desarrollado por el músculo (bíceps). En particular la fuerza ejercida por el bíceps en el hombre en diversas circunstancias es de vital importancia, por tal motivo en esta parte se determinará la magnitud de dicha fuerza bajo las condiciones de equilibro de un sistema de fuerzas dimensionales tal como se muestra el figura nº 02.

A partir del diagrama mostrado (Figura Nº 03), podemos inferir que se cumple con las condiciones necesarias para el equilibrio (traslacional y rotacional); por lo tanto:

ΣMc = 0

-T (d1) +Fm (d2) =0

…………………………. (1)

4. FUERZA DE CONTACTO DEL HUMERO, en general las fuerzas de contacto son las ejercidas sobre las articulaciones, en este caso se produce al nivel del codo y es ejercida por el humero como reacción a la fuerza muscular (del bíceps) y su magnitud se determina en la situación anterior de la condición de equilibrio de fuerzas horizontales, esto es.

∑Fx = 0;

Fc – Fm +T = 0

Fc = Fm – T ……………………………………………. (2)

5. FUERZA MUSCULAR MAXIMA: la fuerza máxima que puede ejercer un músculo depende del área de la sección transversal por ejemplo en el hombre es de unos 3 a 4 kg-f/cm².

El tema en referencia es pues una motivación al estudio de funcionamiento de las fuerzas musculares para producir movimiento y equilibrio en el hombre que es de interés de los atletas y terapeutas físicos el desarrollo del presente trabajo se aborda ciertos aspectos de este estudio.

MATERIALES:

Dinamómetro de escala (0 a 500) N

Muñequera

Base de apoyo

Argollas metálicas insertadas en soporte fijo o en pared

Balanzas

Regla graduada de metal o madera

Vernier

Tiza, lápiz, papel milimetrado.

PROCEDIMIENTOS:

a) Los integrantes de cada equipo deberán realizar la siguiente experiencia: Un integrante debe enganchar su antebrazo a un dispositivo medidor de fuerza (dinamómetro) tal como se muestra en la figura Nº 02 y manteniendo la horizontal del brazo ejercer la máxima tensión sobre el aparato, anota en la tabla (1)el valor obtenido

b) En ese momento que hace la fuerza cada integrante, otro estudiante debe medir con el vernier el diámetro (D) del bíceps y anotar los datos en la tabla (1)

c) Así mismo se debe medir con la regla las distancias d1 y d2 según indica la fig. 2

Tabla (1)

Nº

Estudiante

T ( )

d1 (cm)

d2 (cm)

D (cm)

Actividad física

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

T = magnitud de la tensión sobre el dinamómetro

d1 = distancia perpendicular entre la línea de acción de la tensión (T) y la fuerza de contacto (Fc)

d2 = distancia perpendicular entre la línea de acción de la fuerza muscular (Fm) y la fuerza de contacto (Fc)

d) Haciendo uso de los datos de la tabla (1) y de las ecuaciones de equilibrio (1) y (2) del fundamento teórico, completar la información requerida en la tabla siguiente:

Tabla (2)

Nº

Estudiante

T ( )

Fm ( )

Fc ( )

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Fm = magnitud de la fuerza muscular (del bíceps)

Fc = magnitud de la fuerza de contacto

NOTA:

Establecer el diagrama de fuerza en cada uno de los casos.

e) En la tabla siguiente registra los valores determinados de la fuerza muscular (bíceps) en la tabla (2) y con el diámetro obtenido en la tabla (1) determine el área de la sección transversal del bíceps mediante: A = πr² anota el resultado

f) Determine el valor de la fuerza muscular máxima del bíceps mediante:

TABLA (3)

Nº

Estudiante

Fm ( )

A(cm²)

Fm(max)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

SITUACIONES PROBLEMATICAS.

De acuerdo a la información de la tabla (1):

1. ¿Qué relación existe entre la magnitud de la tensión sobre el dinamómetro originado en función de las cualidades atléticas de la persona?

2. ¿Qué relación existe entre las fuerzas musculares (del bíceps) y la fuerza de contacto?

3. A partir de la información de la tabla (2) expresar el mayor valor de la fuerza muscular en unidades del sistema internacional.

4. De qué factor depende la mayor magnitud de la fuerza muscular ( del bíceps)

Demuestra haciendo uso de los valores experimentales obtenidos.

5 ¿El dinamómetro ha permitido determinar directamente la fuerza muscular (del bíceps)? Explica

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Asociación Universidad Privada San Juan Bautista

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA

Curso: Biofísica Médica Ciclo: I

GUIA DE LABORATORIO Nº 07

TRANSFORMACION DE ENERGIA

COMPETENCIAS

1. Evalúa la energía y potencial desarrollada por los seres vivos; además cuantifica rendimiento de máquinas reales.

2. Interpreta las diferentes formas de energía.

3. Evalúa la transformación de la energía y la conservación de la energía mecánica

MATERIALES Y EQUIPOS

01 Canal o guía 01 cronometro 01 resorte

01 objeto esférico 01 regla 1m 01 juego de pesas

01 soporte universal 01 balanza 01 porta pesas

FUNDAMENTO TEORICO

Energía

El concepto de energía surge aproximadamente en la década de 1850 con la invención de la máquina de vapor, este concepto puede ser utilizado para designar un tipo específico de energía (cinética, potencial magnético, eléctrico, etc.) Como también para indicar el lugar de donde provienen o se almacenan los diferentes tipos de energía (solar, interna, nuclear, etc.)

Las ciencias físicas trabajan exclusivamente con magnitudes que se pueden medir con la ayuda de un instrumento de manera que se puede asignar un valor numérico.

Actualmente se conocen muchos tipos de energía: cinética, potencial, magnética, energía en reposo; a estas magnitudes se les puede asignar un valor numérico que dependerá de las características propias del sistema observado en un determinado instante y puede estudiarse los cambios que experimenta con el transcurso del tiempo o

...