Biomecanica aplicada a la gimnasia

¿ Que es la biomecanica?

Aplicación de leyes mecanicas a estructuras vivas.
Estudio de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo humano o son producidas por él.( fuerzas externas o internas)











Usos del conocimiento biomecanico

Entender las destrezas
Analizar y enseñar las destrezas
Identificar las causas de errores
Corregir errores
Adaptaciones a cambios en los aparatos / reglas
Innovar ( o evaluar innovaciones)

Ejemplo:
La aparición de la nueva mesa de salto, produjo significativas diferencias en este aparato tales como:
Aumento de la velocidad en la carrera de aproximación.
( de 8 m/seg. A 9 m/seg.)

Menor tiempo del primer vuelo
Aplicación de fuerzas ( en el rechazo) mas efectivas.
( debido a la mayor superficie de apoyo)
Posición de las muñecas en el apoyo, mas segura y cómoda.


En Resumen











Centro de gravedad y equilibrio

¿ Confusión entre masa y peso?



MASA PESO





























Las posiciones estaticas – Equilibrio y estabilidad



Las posiciones estaticas, se ven influenciadas por estos tres factores :

1- Peso y masa
2- Centro de masa ( centro de gravedad)
3- Principios de estabilidad.FUERZA DE GRAVEDAD

Fuerza de atracción entre dos masas cualquiera
En la tierra, se experimenta como una fuerza que actúa verticalmente hacia abajo pasando por el centro de masa.
La fuerza descendente es aproximadamente 10 m/seg 9.81 m/seg.)
Esta fuerza, se mide como peso.

EQUILIBRIO

Capacidad coordinativa del hombre para mantener una posición relativamente estable, ante fuerzas desequilibrantes que actúan sobre él.
En principio, la primera clasificación esta delimitada por el equilibrio estatico y el equilibrio dinamico.
Para conservar la posición del cuerpo, el sujeto debe encontrarse en equilibrio. La posición del cuerpo se determina

por su postura
por su orientación y situación en el espacio
por su relación con el apoyo

por consiguiente, para la conservación de la posición del cuerpo, el hombre debe fijar la postura y no permitir que fuerzas aplicadas, hagan variar esa postura, así como que desplacen su cuerpo de un lugar dado en cualquier dirección, o provoquen su giro respecto al apoyo.
Si bien el ser humano es un sistema de cuerpos, por lo que para la biomecanica, es su objeto de estudio, analizaremos el equilibrio desde la mecanica del cuerpo rígido en la que podemos hacer la siguiente clasificación
Indiferente.
Estable.
Inestable.

El equilibrio indiferente
Se caracteriza por el hecho de que cualquiera que sean las desviaciones, se conserva el equilibrio. En una esfera, por ejemplo, siempre la línea de la gravedad caera sobre el punto de apoyo.





El equilibrio estable:

Se caracteriza por el regreso a la posición inicial, sea cual sea la desviación producida.
El punto de apoyo se encuentra por encima del centro de gravedad. En un gimnasta, por ejemplo, cuando se suspende de la barra fija y es empujado ( balanceado ) por una fuerza externa, no necesitara otra fuerza adicional para volver al equilibrio.











El equilibrio inestable :

Se caracteriza porque aun la desviaciónmas pequeña, provoca una gran desviación, y el cuerpo mismo no puede regresar a la posición inicial.
El punto de apoyo ( base de sustentación) se encuentra por debajo del centro de gravedad. En un sujeto, por ejemplo, que se encuentra en posición vertical y es empujado por una fuerza externa, necesitara de un esfuerzo adicional para no perder el equilibrio y caer.












ESTABILIDAD

Es la resistencia al movimiento lineal y angular

Si bien la estabilidad no es lo mismo que el equilibrio, para nuestro propósito de estudio, podemos considerar estos dos términos de forma intercambiable.

Principio de estabilidad Nª 1

El descenso del CG hacia la base de sustentación, aumenta la estabilidad.





O
O


Principio de estabilidad Nª 2

Agrandar la base de sustentación, aumenta la estabilidad.









Base amplia – Mas estable Base estrecha – Menos estable

Principio de estabilidad Nª 3

La cercanía del CG sobre el centro de la base de sustentación, aumenta la estabilidad.
El cuerpo se cae si el CG cae por fuera de la base de sustentación.













Mas Menos
Estable Estable


Principio de estabilidad Nª 4

En un cuerpo segmentado, mejorar la alineación vertical de los CG de los
segmentos individuales del cuerpo, aumenta la estabilidad.









Mas Estable Menos Estable


Las fuerzas






Para determinar la acción que ejerce sobre un cuerpo hemos de conocer:

Intensidad omagnitud de la fuerza
Punto de aplicación de la fuerza
Dirección en que se aplica la fuerza

- Existen diferentes unidades para medir la fuerza, la mas utilizada es el newton (N).
- Si la magnitud de la fuerza no es suficiente, ésta no vencera la resistencia que ofrece el
peso del cuerpo, por lo que éste permanecera en reposo.
- Si la fuerza es aplicada en el CDG, se producira un desplazamiento en la dirección y
sentido de la fuerza, pero si su aplicación se produce en otro punto que no coincide con
su CDG, es posible que se produzca un movimiento de rotación con o sin
desplazamiento.
El cuerpo en movimiento describe en el espacio una trayectoria, con una velocidad, una dirección y un sentido determinados. Esto puede ser expresado graficamente en forma de vector.
El vector estara representado por un segmento cuya magnitud sera proporcional a su longitud, su dirección sera definida por una recta y su sentido indicado por una flecha.
Cuando concluyen dos vectores en un mismo cuerpo, pueden tener

a) La misma dirección y sentido, cuya resultante sera igual a la suma de los vectores.
Como ejemplo vemos el salto en la cama elastica.:


V1


V1 Vr
V2


V2


b) La misma dirección y sentido contrario, cuya resultante sera igual a la diferencia entre los vectores; el sentido del vector resultante sera el del vector de mayor magnitud. La resta de vectores se produce en, practicamente, todas las circunstancias del hacer gimnastico, si tenemos en cuenta que el cuerpo de los gimnastas esta afectado siempre por la fuerza de la gravedad. (Cuando ungimnasta cae de un aparato, y es frenada su caída por un cuidador, las fuerzas se restan.)
c) Diferentes direcciones y sentidos – fuerzas concurrentes – el vector resultante se obtendra a través de la técnica del paralelogramo, que consiste en trazar vectores paralelos a los vectores de las fuerzas actuantes desde el extremo de cada uno de los vectores hasta formar un paralelogramo. La diagonal formada desde el origen de los vectores hasta la unión de las paralelas trazadas, nos dara la fuerza resultante.
En la acción gimnastica, existen innumerables casos de fuerzas concurrentes, un ejemplo puede ser el Flic-Flac en suelo, en donde F1 es la fuerza horizontal y F2 es la fuerza vertical producto de la reacción del pique sobre el cuerpo del gimnasta; dando como resultado Fr que es la fuerza resultante ( concurrente ) .


Fr F2



F1






Ley de acción y reacción
3º ley del movimiento de Newton.






Para toda fuerza de acción hay una fuerza de reacción que es :
a) Igual en magnitud
b) Opuesta en dirección
c) Simultanea
Las fuerzas siempre actúan de a pares. Ejemplos

Reacción Reacción






Acción Acción AcciónEjemplos de reacción de una fuerza de acción Directa :

Empujar una pared : La fuerza de acción aplicada en la pared resulta de una fuerza de reacción hacia atras desde la pared.

Saltar : El empuje hacia abajo de las piernas, resulta en una fuerza de reacción ( del suelo) hacia arriba.

Ejemplos de reacción de una fuerza de acción Indirecta :

Balanceo ( golpe) de brazos hacia arriba: El cuerpo tiende ir hacia abajo e incrementa la fuerza de reacción hacia arriba


Mecanica de la repulsión

Para generar una “fuerza de reacción”, se debe aplicar una “fuerza de acción” suficientemente grande como para superar la fuerza de la gravedad.
Pueden ser fuerzas internas ( contracción muscular )
Pueden ser fuerzas externas ( retroimpacto del minitramp, barra, trampolín,etc.)

La aplicación efectiva de la fuerza esta relacionada con

Magnitud:

- Fuerza y potencia en todos los músculos activos.
- Debe ser suficiente para el resultado deseado ( óptimo Vs. Maximo).

Punto de aplicación

- Considerado para entrar en rotación.

Dirección

- Siempre opuesta a la aplicación

Duración:

- Debe ser lo mas larga en tiempo y recorrer la mayor distancia posible.
- Flexibilidad en todas las articulaciones activas. Amplitud de movimiento

Timing de la fuerza

- Sincronización del uso de la fuerza (coordinación)
Suma secuencial de fuerzas
De mas grande a mas pequeño
De proximal a distal

Rigidez del cuerpo:

- Tensión y forma corporal
Fuerzas aplicadas a un cuerpo rígido ( de lo contrario, las fuerzas seran absorbidas por el cuerpo).






Fuerza/ Rígido Fuerza/ no rígido