Biomecánica I

Dra. Patricia Pérez Sepúlveda

BIOFISICA MEDICA

“La física es el estudio delos

atributos medibles de las

cosas”

Unidades y medidas

Unidades y medidas:

Sistema Internacional de Unidades

Símbolos de las magnitudes físicas

Errores en las medidas

La balanza

El calibre

Medida del área de una figura rectangular

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidadMedida.htm

Magnitud Nombre Símbolo

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Tiempo segundo s

Intensidad de corriente eléctrica ampere A

Temperatura termodinámica kelvin K

Cantidad de sustancia mol mol

Intensidad luminosa candela cd

Unidades básicas SII

Magnitud Nombre Símbolo

Superficie metro cuadrado m2

Volumen metro cúbico m3

Velocidad metro por segundo m/s

Aceleración metro por segundo cuadrado m/s2

Número de ondas metro a la potencia menos uno m-1

Masa en volumen kilogramo por metro cúbico kg/m3

Velocidad angular radián por segundo rad/s

Aceleración angular radián por segundo cuadrado rad/s2

Unidades SI derivadas expresadas a partir de unidades básicas y suplementarias.

Magnitud física Símbolo Unidad SI

tiempo t s

posición x m

velocidad v m s-1

aceleración a m s-2

ángulo plano q rad

velocidad angular ω rad/s

aceleración angular α rad·s-2

radio r m

longitud de arco s m

área A, S m2

volumen V m3

ángulo sólido W sr

frecuencia f Hz

frecuencia angular (=2pf) w s-1, rad s-1

SIMBOLOS

Magnitud Nombre Símbolo Expresión en

otras unidades

SI

Expresión en

unidades SI

básicas

Frecuencia hertz Hz s-1

Fuerza newton N m·kg·s-2

Presión pascal Pa N·m-2 m-1·kg·s-2

Energía, trabajo,

cantidad de calor

joule J N·m m2·kg·s-2

Potencia watt W J·s-1 m2·kg·s-3

Cantidad de electricidad

carga eléctrica

coulomb C s·A

Potencial eléctrico

fuerza electromotriz

volt V W·A-1 m2·kg·s-3·A-1

Resistencia eléctrica ohm W V·A-1 m2·kg·s-3·A-2

Capacidad eléctrica farad F C·V-1 m-2·kg-1·s4·A2

Flujo magnético weber Wb V·s m2·kg·s-2·A-1

Inducción magnética tesla T Wb·m-2 kg·s-2·A-1

Inductancia henry H Wb·A-1 m2·kg s-2·A-2

Unidades SI derivadas con nombres y símbolos especiales.

Magnitud Nombre Símbolo Expresión en

unidades SI

básicas

Viscosidad dinámica pascal segundo Pa·s m-1·kg·s-1

Entropía joule por kelvin J/K m2·kg·s-2·K-1

Capacidad térmica másica joule por kilogramo

kelvin

J/(kg·K) m2·s-2·K-1

Conductividad térmica watt por metro kelvin W/(m·K) m·kg·s-3·K-1

Intensidad del campo

eléctrico

volt por metro V/m m·kg·s-3·A-1

Unidades SI derivadas expresadas a partir de las que tienen nombres especiales

Estática

Dinámica

Mecánica

FUERZA :

PROPIEDADES

PROPIEDAD 1

“Una fuerza siempre es aplicada

por un objeto material a otro”

PROPIEDAD 2

Una fuerza se

caracteriza por

su módulo y

por la dirección

en qué actúa.

Magnitud vectorial

PROPIEDAD 3

“Cuando un objeto A

ejerce una fuerza F

sobre un objeto B, el

objeto B ejerce

simultáneamente una

fuerza R sobre el

objeto A. La fuerza R

es de igual módulo

pero de dirección

opuesta a F.”

(Tercera Ley de Newton del

movimiento)

PROPIEDAD 4

“Si dos o más fuerzas

actúan

simultáneamente

sobre el mismo objeto,

su efecto es el mismo

que el de una fuerza

única igual a la suma

vectorial de las

fuerzas individuales”

Ejemplos de fuerza como vector

ESPACIO

División

en ejes

del

espacio

MATERIA

Centro de masa, centro de

gravedad

Peso

Presión

Ulceras por

presión

Estudios muestran que si la presión capilar

está sobre 32 mmHg se producirá

isquemia (Normal hasta 12 mm Hg). La

isquemia por si sola no es capaz de inducir

lesiones, siendo el tiempo un factor mayor.

Hay una relación inversa entre la cantidad

de presión ejercida y el tiempo por el cual

se mantiene en un punto. Esta relación

describe una distribucion parabolica.

(Figura 2)

Tiempos tan breves como 5 minutos cada

2 horas de alivio de la presión de hasta

450 mm Hg, son suficientes para prevenir

la aparición de lesiones por decúbito. La

irradiación de la presión ejercida nace de

las prominencias óseas, disminuyendo en

forma centrífuga. (Figura 3). Esto explica

las características del daño tisular que se

disponen en forma de cono truncado con

base hacia el hueso. (Figura 4)

Leyes de Newton

Ley de Inercia

Ley de Aceleración

Ley de Reacción

Ley de Inercia

Ejemplos:

Wiplash

Llevar en silla de

ruedas

Ley de Aceleración

Costo energético en

marcha con órtesis

Walking

Speed

Ankl

e

(A2)

Kne

e

(K2)

Hip

(H1+H3

)

Tota

l

Slow (J/kg) 0.22 0.04 0.08 0.35

% Total 63 11 23

Natural (J/kg) 0.21 0.06 0.12 0.39

% Total 54 15 31

Fast (J/kg) 0.19 0.10 0.15 0.45

% Total 42 22 33

1997, Chen

Ley de reacción

Marcha en terrenos

irregulares

Marcha sobre arena