2DO TRABAJO ENCARGADO DE BIOFÍSICA 2016 II – E.P.: E.P.: BIOLOGÍA FECHA DE PRESENTACIÓN: LUNES 19 Y MARTES 20 DE SETIEMBRE – 2016 (SEGÚN GRUPO).
Primer Gr!" #Tr$" %&'&$&(: Probl!"# %&'&$&(: Probl!"# I!$"r# Se)$*" Gr!" #Tr$" T&r*e(: Probl!"# T&r*e(: Probl!"# P"r# ¿Qué estudia la Biomecánica o Cinesiología? 2. Básicamente el cuerpo Humano está organizado por palancas compuestas por huesos (órganos pasivos del movimiento) m!sculos (órganos activos del movimiento)" ha#le de los di$erentes di$er entes tipos de palancas e%istentes (clasi$icación)& 3. 'l re$erirnos a una clasi$icación de palancas por u#icación de su punto de apoo" ¿Qué tipo de palanca es la articulación de la ca#eza con la columna verte#ral?" descri#a el tipo de palanca& 4. ¿Qué clase palanca es la elevación de un hom#re so#re la punta de los pies?" descri#a el tipo de palanca& 5. ¿Qué clase palanca es el ma%ilar in$erior de un hom#re?" descri#a el tipo de palanca& 6. ¿' ué e llama $le%ión muscular e%tensión muscular? 7. os m!scul m!sculos os pueden pueden tener tener una acción acción análog análogaa so#re so#re la misma misma articul articulació ación" n" pero pero tendrá tendrán n di$erentes inserciones" por e*emplo el #íceps el #ranuial anterior" ¿a ué se le llaman m!sculo distal m!sculo pro%imal? -is cher congelaron un cadáver hasta ue se puso duro" desmem#rándolo luego en 8. +& Braun ,& -ischer ca#eza" tronco" e%tremidades superiores e in$eriores" #uscando la posición de los centros de gravedad de los trozos o#tenidos& ¿Cuál es la posición del centro de gravedad de la ca#eza" tronco tronco"" tronco tronco . ca#eza" ca#eza" column columnaa verte# verte#ral" ral" #razo. #razo.mus muslo. lo.pie pierna rna pie" pie" mano.a mano.ante nte#ra #razo" zo" miem#ro superior (#razo.ante#razo mano)" miem#ro in$erior (muslo.pierna pie)? 9. ¿cuál es el centro de gravedad de un su*eto en posición derecha con las piernas e%tendidas los #razos colgando paralelamente al tronco? 10. ¿e ué depende el centro de gravedad del cuerpo humano? 11. /odo cuerpo u o#*eto en euili#rio presenta una #ase de sustentación donde de#e caer su peso" ¿Qué sucederá si el vector peso se u#ica $uera de la #ase de sustentación?" e%pliue& 12. ¿Qué sucedería con la ca#eza si $allaran los m!sculos cervicales posteriores? 13. 0eg!n la intensidad de contracción muscular" por e*emplo la $le%ión del ante#razo so#re el #razo" ue es la acción del m!sculo #íceps en esta palanca de tercer genero" produce tres e$ectos& ¿Cuáles son estos e$ectos e%pliue cada uno de ellos? 14. 1n la mecánica del #íceps" ¿dónde se encuentra el punto de giro? ¿Cuáles son los miem#ros de compresión de tensión? 15. 1l estado de reposo de la mandí#ula no está en la posición de cierre de la #oca" pues esta posición e%ige la contracción cinética de los m!sculos masticadores& ¿por ué se mantiene cerrada la #oca si la mandí#ula tiene un peso se comporta como una palanca de tercer genero? 16. ¿Cómo se determina la posición de reposo de la mandí#ula? 17. 1n un #e#e lactante" como e%plicaría usted el comportamiento de palanca en su mandí#ula" si éste solo succiona llora& 18. 1l adulto $recuentemente mastica de un solo lado" ¿ué clase (genero) de palanca es" e%pliue? 19. 1n la mecánica del pie" ¿Quién act!a como gozne o pivote durante la $le%ión e%tensión del pie completo? 20. 1l cuadríceps es un m!sculo de cuatro ramas" tres veces más poderoso ue el con*unto de m!sculos $le%ores de la pierna" e%pliue si el cuadríceps interviene o no en el mantenimiento de euili#rio durante la estación de pie& 21. 1l peso de una persona e*erce una importante acción so#re las palancas del cuerpo humano& 1sta acción depende de tres $actores principales" diga cuales son e%pliue& verte#ral consta de 33 huesos o vérte#ras (4 cervicales" cervicales" 56 dorsales" 7 lum#ares" 7 22. 2a columna verte#ral sacras 8 co%ígeas) separadas por discos interverte#rales" cuando una persona se agacha" la columna se comporta como una palanca de poca venta*a mecánica& 1l agacharse para recoger un 1.
o#*eto produce una gran $uerza so#re un disco" ¿cuál es este disco ué e$ectos causaría si este se rompe o de$orma? 23. 2os movimientos en la columna nunca son simples ni rela*ados" sino ue son el resultados de interacciones altamente complicadas del esueleto te*idos #landos" en armonía con la contracción muscular activa" aplicándosele por lo general $uerzas de compresión" ¿Qué provocaría la aplicación de $uerzas transversales? 24. ¿por ué las vérte#ras están dispuestas una so#re otra no una al costado de la otra? 2a lesión más com!n de la columna es una $ractura por compresión del cuerpo verte#ral" el cual es más rígido ue el disco" ¿por ué no se rompe primero el disco ue se de$orma más ue el hueso? 25. ¿9or ué son curvos los huesos? 26. considere a un paciente sometido a una tracción de cuello con estri#os de tracción vertical" como se ve en la $igura& 1ncuentre el valor má%imo del peso 9 para ue el sistema se encuentre en euili#rio" si la ca#eza pesa :l# el coe$iciente de $ricción entre la cama la ca#eza es ;<&6<& 27. =n canguro salta hasta una altura de 7"8m con una velocidad inicial de 56m ¿con ué ángulo se levantó del piso? 28. o#servaciones so#re peue>as truchas de peso +;<"7l# indican ue pueden cu#rir una distancia de 7cm en 56< segundos partiendo del reposo& 2as mediciones muestran ue el valor promedio de la $uerza de resistencia de avance es la cuarta parte del peso del pez& (a) 1ncuentre el valor de la componente de la $uerza -" la $uerza hacia delante& (#) 0uponiendo ue ;@
2a $igura muestra la $uerza so#re el pie de un hom#re de :<g en posición agachada& etermineD (a) el módulo de la $uerza -m e*ercida por el tendón de 'uiles& (#) Halle el módulo dirección de la $uerza de contacto - c e*ercida en la articulación del to#illo& 35. na persona de 54o QC;3"8cm QB;5"8cm Q';<"@cm dado ue -;8I" F;@I ue el es$uerzo má%imo 1m ue puede e*ercer un m!sculo es mas o menos de 3< Icm 6& Halle el área del m!sculo temporal /& 0uponga ue la ui*ada está en euili#rio& 38. Calcular la energía cinética la velocidad ue necesitaría un saltador de @< g" para e$ectuar un salto con garrocha ue supera un listón colocado a 8"7 m de altura& 0uponer ue el centro de gravedad del saltador se halla inicialmente a <":< m del suelo ue alcanza su elevación má%ima a nivel del propio listón& 39. 9odemos analizar el salto de una pulga utilizando $ilmación por cámara lenta& 9odemos separar el movimiento en dos partes& 2a primeraD el impulso ue dura alrededor de 5< J3 seg& durante el cual las patas de la pulga presionan contra el suelo aceleran hasta alcanzar una velocidad de 5"6ms" apro%imadamente& 2a segunda parte es el vuelo de la pulga por el aire sometida solamente a la gravedad& (a) Calcule la aceleración de la pulga durante el impulso e%presada en $orma de m!ltiplo de la gravedad& (#) Calcule la distancia so#re el suelo ue alcanza la pulga 34.
durante el impulso& (c) Calcule la altura ue alcanzaría la pulga en la segunda etapa" suponer vertical el suelo& 40. Hallar la $uerza total aplicada a la ca#eza del paciente por el dispositivo de tracción de la $igura& 41. 1l ante#razo de una mu*er tiene una masa de 5&5g su #razo tiene una masa de 5&3g& cuando su #razo se mantiene horizontal" el centro de gravedad (c&g&) del ante#razo está a <&3m de la articulación del hom#ro el c&g& del #razo está a <&<4m de dicha articulación& ¿Cuál es la posición del centro de gravedad del todo el #razo con respecto al punto de articulación del hom#ro? 42. =n astronauta con tra*e espacial puede saltar <&7m en vertical en la super$icie de la tierra& 2a aceleración de la gravedad en Farte es <&8 veces la de la tierra& 0i su velocidad de despegue es la misma& ¿a ué altura llegaría un astronauta ue salta en Farte? 43. =n e%cursionista de 7g lleva una mochila de 66g& el centro de gravedad (c&g&) del e%cursionista se halla a 5&57m por encima del suelo cuando no lleva mochila& 1l c&g& de la mochila se halla a 5&36m del suelo cuando es transportada& ¿a ué altura so#re el suelo se encuentra el c&g& del e%cursionista la mochila? 44. 1n el e*ercicio ue realiza un hom#re en la $igura" el momento alrededor de la rodilla e*ercido por el peso de 6o desde la musara>a enana (6pulgadas de larga) al ele$ante de la Kndia (53os ue estos& 47. =na chica de 76g esuía por una pendiente de nieve ue $orma un ángulo de 34A con la horizontal (desprecie la resistencia del aire)& 0i el coe$iciente de rozamiento cinético entre los esuís la nieve es <&5" ¿cuál es su aceleración? 48. ¿Cuánto vale la $uerza muscular - m la $uerza de contacto -c ue act!an en la cadera de un hom#re ue se apoa so#re un solo pie? 1l peso del hom#re es de :<p el de cada pierna 58p& 49. 1l área media de la sección transversal de un $émur de mu*er es 5
=na muchacha lanza una pelota de <&8g a una altura de @m& (a) ¿Cuál es la energía cinética de la pelota cuando sale de la mano de la chica? (#) ¿ué tra#a*o realiza la chica al lanzar la pelota? (c) si el m!sculo del #razo de la chica se contra*o una distancia de <&<7m mientras lanza#a la pelota ¿cuál $ue la $uerza media e*ercida por el m!sculo? 51. 2os *óvenes a maduros pueden e*ercer una $uerza má%ima de 8<p so#re el aparato ue se muestra en la $igura& 0i el aparato esta a 6cm del codo el #íceps está unido a 7cm del codo& ¿Cuáles son los módulos de las $uerzas e*ercidas por (a) el #íceps (#) el h!mero? 52. =na persona" masticando un trozo de carne seca" e*erce una $uerza de g$ con sus incisivos $rontales& 1ncontrar (a) la tensión en cada masetero (#) la $uerza so#re cada cóndilo& 2as dimensiones de la mandí#ula son 'B;4&7cm BC;@&7cm ;@as para no da>ar la raíz del diente)& 50.
55.
Una fuerza simple de 5N actúa en la dirección x sobre un objeto de masa 8kg . Si el objeto parte del reposo en la posición x=0 en el tiempo t=0 (a) Determinar la velocidad v en función del tiempo t . (b) Escribir una expresión para la potencia desarrollada por la fuerza en función del tiempo. (c)¿u!l es la potencia desarrollada por la fuerza en el tiempo t=3s" Use derivadas e integrales.
56.
#a fuerza necesaria para alar$ar un muelle es F k Ox % donde k es una constante caracter&stica del muelle. (a) ¿'u trabajo se necesita para alar$ar un muelle 2cm a partir de su posición natural% si su constante es k=10 N/m" (b) omparar con el trabajo realizado al elon$arlo 1 cm. Use derivadas e integrales.
57.
Se empuja un bloue de 2 kg contra una muelle cu*a constante de fuerza es de 500 N/m. Despus de comprimirlo 20 cm% el muelle se suelta * pro*ecta el bloue primero por una superficie +orizontal sin rozamiento% * lue$o por un plano inclinado 45º % tambin sin rozamiento% como se indica en la fi$ura. (a)¿, u altura lle$ar! en el plano inclinado" (b) ¿'u distancia recorre por el plano antes de detenerse"(c) Determinar el módulo de la velocidad del bloue en el momento justo en ue se separa del muelle. Use derivadas e integrales.
58. Una part&cula de 3 kg se desplaza con una velocidad de 2 m/s cuando se encuentra en x=0 . Esta part&cula se
encuentra sometida a una única fuerza F x % ue var&a con la posición del modo indicado en la fi$ura. (a)¿u!l es su ener$&a cintica para x=0 " (b) ¿u!l es el trabajo realizado por la fuerza cuando la part&cula se desplaza desde x=0 a x=4m." (c) ¿u!l es la velocidad de la part&cula cuando se encuentra en x=4m" Use derivadas e integrales.
59. Sobre una art!cu"a #e masa m $ %n%c%a"mente en reoso$ act&a una 'uera F
%nterva"o #e t%emo
F< (5
(t
T)
6
6
? T ) #urante e"
< �t �6T (a) *emostrar +ue "a ve"oc%#a# a" '%na" #e" %nterva"o va"e 8 F
(b)
gra'%car F en 'unc%,n #e" t%emo t Use derivadas e integrales. 60.
Se sabe que al lanzar un objeto verticalmente hacia arriba, éste logra alcanzar una determinada altura (H), la cual dependerá de la velocidad de lanzamiento (Vo) y de la aceleracin de la gravedad (g)! "ajo estas condiciones construir una ecuacin que nos permita el cálculo de dicha altura, considerando una constante de proporcionalidad (#$%&')! Use derivadas e integrales.
