Fuerza Muscular En Una Persona

FÍSICA BIOLÓGICA- LABORATORIO

Practica Nº 02

Determinación de la fuerza muscular en una persona

Integrantes: Álvarez Focacci, Danny Álvarez López, Manuel Colina Cisneros, Denisse Farfán Sam, Annie Gastelo Díaz, Patricia Gómez Wong, Diego Grupo:

2L

Mesa:

Número 1

Horario:

Viernes de 4:00 a 6:00 p.m.

La Molina - viernes, 29 de agosto de 2008

I. OBJETIVOS 1.1 Determinar la fuerza por el músculo bíceps de un estudiante. 1.2 Determinar la fuerza de contacto del húmero sobre la articulación del codo. 1.3 Hallar la sección transversal del músculo bíceps.

II. MARCO TEORICO Se denomina músculo a cada uno de los órganos con capacidad para contraerse del cuerpo humano y animal, están conformados por el tejido muscular y pueden ser de carias clases como los músculos esqueléticos (relacionados con el esqueleto) y los músculos viscerales (Forman parte de diversos órganos) Los músculos están envueltos por una membrana de tejido conjuntivo llamada aponeurosis, la unidad estructural y funcional del músculo se denomina fibra muscular El músculo cumple con una serie de funciones muy importantes para el humano o animal entre las más importantes están: • • • • • • •

• •

Produce movimiento Generan energía mecánica por la transformación de la energía química (biotransformadores) Da estabilidad articular Sirve como protección Mantenimiento de la postura Es el sentido de la postura o posición en el espacio, gracias a terminaciones nerviosas incluidas en el tejido muscular. Información del estado fisiológico del cuerpo, por ejemplo un cólico renal provoca contracciones fuertes del músculo liso generando un fuerte dolor, signo del propio cólico. Aporte de calor, por su abundante irrigación, por la fricción y por el consumo de energía. Estimulante de los vasos linfáticos y sanguíneos. Por ejemplo la contracción de los músculos de la pierna bombean ayudando a la sangre venosa y la linfa a que se dirijan en contra de la gravedad durante la marcha.

Por la naturaleza del músculo se lo puede clasificar en 3 categorías, músculos lisos, músculos estriados y músculos cardiacos Músculo estriado: De naturaleza estriada y de control voluntario. Forma los músculos esqueléticos del cuerpo, o músculos voluntarios. Estos músculos se caracterizan debido a que su contracción es muy lenta comparada con la del músculo liso, el músculo esquelético posee su unidad contráctil (el sarcómero), la cual está compuesta por diferentes bandas y diferentes líneas Músculo Liso: No contiene estrías y es controlado de manera involuntaria. Forma los músculos de las paredes del tracto digestivo, urinario, vasos sanguíneos y el útero: músculos involuntarios o viscerales. Este músculo tiene una similitud con el músculo estriado o esquelético, la diferencia es que no posee línea Z como lo posee el músculo estriado, sino que posee bolas densas que reemplazan a estas líneas Z.

Este puede ser unitario o multiunitario. Se le llama unitario cuando existe entre cada fibra de este músculo una unión se les llama multiunitario si no están unidos por uniones, sino que son independientes unas de otras y funcionan independientemente. Músculo cardiaco: De naturaleza estriada modificada y de control involuntario. Presente solo en el corazón. Este músculo cardíaco tiene una similitud con el músculo liso y esquelético. Este músculo presente en el corazón presenta diferente tipos de músculos como son el músculo auricular, el músculo ventricular y el músculo de conducción. Estos se pueden agrupar en dos grupos: músculos de la contracción muscular (músculo auricular y músculo ventricular) y músculo de la excitación muscular cardiaco (músculo de conducción Según su forma se les puede clasificar como músculos circulares y músculos cuadrados Músculo circular: el músculo esfineriano de los párpados es un músculo de la cara. Se encuentra debajo de la piel, delante de la órbita ocular; en forma de anillo, ancho, aplanado y delgado, constituido por dos porciones: orbitaria y parpebral. Músculo cuadrado: músculo que posee cuatro lados iguales como lo es el músculo recto del abdomen Según su ubicación pueden ser también músculos cutáneos o profundos Músculo cutáneo: inmediatamente debajo de la piel, tienen sus inserciones en la dermis Músculo profundo: éstos son los esqueléticos, propiamente: están bajo aponeurosis, y sus inserciones son óseas. Fuerza muscular máxima: Se le denomina fuerza muscular máxima la capacidad límite de generar fuerza de un modo voluntario a un músculo (en el caso de este experimento el bíceps), la tensión muscular máxima se considera como tal cunado no intervienen factores exógenos o psicoemocionales en el hombre es aproximadamente de 3 a 4 Kgf/cm2 Fuerza ejercida por el bíceps: El bíceps es el músculo responsable de la supinación de los brazos y flexión del codo, el bíceps presenta dos tendones el corto y el largo, el primero nace en los coracoides el omoplato y el segundo nace de la eminencia-supraglenoidea del omoplato y cruza la articulación del hombro Es uno de los músculos mas utilizados en el cuerpo y el mas ejercitado por la mayoría de hombres, la fuerza que ejerce es de vital importancia en diversas circunstancias, para calcular la fuerza del bíceps se debe utilizar la ecuación de equilibrio de momentos.

Fuerza de contacto del humero Por ultimo tenemos la fuerza de contacto del humero, esta es ejercida por el humero como reacción a la fuerza muscular del bíceps.

III. PARTE EXPERIMENTAL Materiales:  Dinamómetro de escala (0-50) kgf.

 Muñequera.

 Base de apoyo.

 Argollas metálicas insertadas en soporte fijo o

en pared.

Procedimiento: a) Un alumno integrante de cada grupo de trabajo debe enganchar su antebrazo a un dispositivo medidor de fuerza (dinamómetro). Manteniendo el brazo en posición horizontal, ejercer la máxima tensión sobre el dinamómetro. Anote sus observaciones.

El brazo tenía que formar 90 grados para que se pueda tomar la medida. Al momento de colocar el brazo a 90, el bíceps ejerció una fuerza denominada fuerza muscular. Esta fuerza se halla mediante una fórmula en la que interviene la tensión sobre el dinamómetro y dos distancias.

b) Repetir el proceso anterior alternando la participación de cuatro alumnos más de diversas cualidades atléticas y registre sus datos en la siguiente tabla. Tabla N°1 N° 1 2 3 4 5 6

Alumno Diego G. Manuel A. Danny A. Annie F. Pathy G. Denisse C.

T(kgf) 19 20 23 11 11 14,5

D1 (cm) 29,2 29,6 31,8 27 23,1 26,4

d2(cm) 3,9 4,3 4,7 4,2 3,3 3,3

Actividad Atletismo Tennis Basketball Natación Atletismo Fútbol

T = Magnitud de la tensión sobre el dinamómetro. D1= Distancia perpendicular entre las líneas de acción de la tensión (T) y la fuerza de contacto (Fc). d2= Distancia perpendicular entre las líneas de acción de la fuerza muscular (Fm) y la fuerza de contacto (Fc). c) Haciendo uso de los datos de la Tabla N°1 y las ecuaciones de equilibrio (1) y (2) del fundamento teórico, completar la información requerida en la tabla siguiente:

Tabla N°2 N°

Alumnos

T (kgf)

Fm (kgf)

Fc (kgf)

1

Diego G.

19

142,26

123,26

2

Manuel A.

20

137,67

117,67

3

Danny A.

23

155,62

132,62

4

Annie F.

11

70,71

59,71

5

Pathy G.

11

77

66

6

Denisse C.

14,5

116

101,5

Fm = Magnitud de la fuerza muscular (del bíceps). Fc = Magnitud de la fuerza de contacto.

*Hacer el diagrama de fuerzas en cada uno de los casos (Adjuntarlos al momento de presentar el informe). Diego G.

Manuel A.

Danny A.

Annie F.

Pathy G.

Denisse C.

d) Para los valores determinados de la fuerza muscular (del bíceps) en la Tabla N°2 y bajo las condiciones de la teoría, determinar la sección transversal del músculo para cada uno de los casos y registre sus resultados en la siguiente tabla. Tabla N°3 N°

Alumnos

Fm (kgf)

A (cm2)

1

Diego G.

142,26

40,65

2

Manuel A.

137,67

39,33

3

Danny A.

155,62

44,46

4

Annie F.

70,71

20,20

5

Pathy G.

77

22

6

Denisse C.

116

33,14

IV. SITUACIONES PROBLEMÁTICAS 1.- De acuerdo con la información de la Tabla Nº 1. ¿Qué relación existe entre la fuerza de magnitud de la tensión sobre el dinamómetro y las cualidades atléticas de la persona? Se podría decir que en relación a los resultados obtenidos en la tabla y la actividad de cada alumno, las magnitud de la tensión con la actividad física son directamente proporcionales, ya que haciendo un análisis y realizando la práctica se puede concluir que la fuerza de una persona que está en constante actividad física no sería la misma comparada con otra que no realiza ningún tipo de actividad. 2. ¿Qué relación existe entre la fuerza muscular (bíceps) y la fuerza de contacto? La relación existente entre fuerza muscular del bíceps y la fuerza de contacto es que si no se aplica la fuerza muscular no podría haber fuerza de contacto ya que la fuerza muscular ocurre cuando la persona ejerce una fuerza sobre un objeto (al momento de jalar algo o cuando cargamos alguna cosa) y la fuerza de contacto solo sucede cuando dos objetos sólidos interactúan entre si. Entonces al momento de jalar algo hacemos que el músculo se contraiga y a su vez hacemos que el húmero choque o interactúe con las articulaciones. La fuerza de contacto existe como una reacción a la fuerza muscular. 3.- A partir de la información de la Tabla Nº 2, expresar el mayor valor de la fuerza muscular en unidades del sistema internacional (SI). 1kgf = 9,8 N

Mayor Fm = 173,375 kgf

Fm expresada en Newtons Fm = 173,375 kgf x 9,8 N

Fm = 1699,075 N 4. ¿De qué factor(o factores) depende la mayor magnitud de la fuerza muscular (del bíceps)? Demuestre lo afirmado haciendo uso de los valores experimentados obtenidos. •

• • •

Tensión ejercida en la muñeca. Fuerza de contacto producida entre el rozamiento del cubito, radio y el húmero que es de forma perpendicular. Distancia entre la muñeca al punto de articulación. Distancia desde la fuerza muscular del bíceps hasta el punto de articulación.

T

Fg

Fm

Fc

5. ¿El dinamómetro ha permitido determinar directamente la fuerza muscular (del bíceps)? Explique. No, la lectura del dinamómetro no es la fuerza muscular, sino la fuerza de la tensión. Al conectar a la muñeca la muñequera, que estaba enlazada al dinamómetro, se realizo un esfuerzo. Lo que el dinamómetro midió fue la fuerza de tensión en la muñeca. Posteriormente, se pudo encontrar la fuerza muscular por un sistema de fuerzas en equilibrio en el brazo. 6. El trabajo realizado por el brazo sobre el dinamómetro. ¿En qué tipo de energía se ha convertido? Al empezar la experiencia el brazo tenía una energía potencial (Ep) que se volvió una energía potencial elástica (Epe). Esta energía es la que se puede encontrar en materiales elásticos como lo es la muñequera del dinamómetro ya que al jalarlos estos se estiran. Ep

Epe

7. ¿Qué estudia la Cinesiología o Biomecánica? La cinesiología es la ciencia que estudia el movimiento humano empleando los principios de las ciencias físicas. Por lo tanto, el interés principal de la cinesiología es

estudiar el comportamiento del movimiento en el ser humano. La cinesiología puede subdividirse en las siguientes áreas:

• Cinesiología mecánica: el estudio de los movimientos de los individuos desde el punto de vista del tiempo, distancia y fuerza.

• Cinesiología fisiológica: el estudio de los movimientos humanos desde el punto de vista de los procesos biológicos y bioquímicos que ellos inician y sostienen.

• Cinesiología sicológica: el estudio de los movimientos humanos desde el punto de vista del comportamiento, percepciones y motivaciones humanas, así como los parámetros neurológicos.

V.-DISCUSION DE RESULTADOS En los resultados de la TABLA Nº1 como preveíamos, la medición de la fuerza en cada uno de los integrante del grupo fue muy distinta, ya que asociamos que a simple vista el volumen de nuestro brazos (que también era muy diferente) era proporcional a nuestra fuerza; aunque en un par de casos erramos ya que no resultó ser proporcional. Mientras que en la TABLA Nº2 al medir la fuerza de magnitud muscular y de contacto con la ayuda de los datos anteriores y con los resultados de la TABLA Nº3 pensamos ahora que la fuerza de cada uno en sí implica varias mediciones.

VI.-OBSERVACIONES Y/O CONCLUSIONES En esta sesión hemos aprendido a determinar la fuerza ejercida por el músculo bíceps e una persona, así también a determinar la fuerza de contacto del humero sobre la articulación del codo y por ultimo a hallar la sección transversal del músculo bíceps. De la primera parte en la TABLA Nº1 utilizamos el dinamómetro (dispositivo medidor de fuerza) para medir la fuerza de cada uno de los integrantes el grupo y luego de hallar esa medida, medir la distancia entre las líneas de tensión y la fuerza de contacto, y por ultimo medir la distancia perpendicular entre las líneas de acción de la fuerza muscular y la fuerza de contacto. Luego en la TABLA Nº2, haciendo uso de la información de la tabla Nº1, y con ayuda de las ecuaciones de equilibrio; medimos la magnitud de la fuerza muscular (bíceps) y la magnitud de la fuerza de contacto. Luego hacer el diafragma de fuerzas en cada uno de los casos. Y por ultimo en la TABLA Nº3, con ayuda de los datos de la TABLA Nº2 hallamos la fuerza muscular del bíceps y el área de la sección transversal del músculo (fuerza muscular entre 3.5) en cada uno de los integrantes.

VII.-BIBLIOGRAFIA http://www.buenasalud.org/index.php?option=content&task=view&id=31&Itemid= http://www.biolaster.com/rendimiento_deportivo/fuerza_muscular http://www.directindustry.es/fabricante-industrial/dinamometro-61362.html

http://es.encarta.msn.com/encnet http://www.convertworld.com/es/presion/kgf-2Fm%C2%B2.html