Introducción
Las palancas nos permiten obtener lo que llamamos una ventaja mecánica, bien sea multiplicando nuestra fuerza, ampliando la velocidad del movimiento o aumentando nuestra precisión. Una palanca es una barra, que en el caso ideal es de masa despreciable, y que se sostiene sobre un punto de apoyo (también denominado fulcro). Al ejercer una fuerza en un punto de la palanca, ésta se transmite a través de ella, recibiéndose modificada en otro punto. Esta fuerza transmitida y modificada por la palanca se utiliza para vencer una resistencia. En función de la situación del punto de apoyo, del punto de aplicación de la fuerza ejercida y del punto en el que la resistencia es vencida. Pero las palancas no están sólo en los artefactos construidos por el hombre, podemos encontrarlas por doquier en la naturaleza. Y como no, no podían faltar en una de las máquinas más perfectas que existen: el cuerpo humano. De hecho, gran parte del movimiento de nuestro cuerpo puede explicarse a través del trabajo conjunto de huesos, músculos y articulaciones, que actúan como simples palancas. Existen tres tipos de palancas: La palanca de primer género tiene cientos de aplicaciones en la vida cotidiana. Se pueden usar como tijeras, pinzas o hasta un sube y baja. La función es amplificar la potencia para así vencer más fácilmente una resistencia. El punto de apoyo se encuentra entre la Potencia y la Resistencia, como sucede en el caso de las tijeras, el sube y baja, la balanza, las tenazas y los alicates, que son algunos ejemplos de su utilización. En el movimiento de la cabeza cuando asentimos, encontramos una palanca de primer género. Las palancas de segundo género son utilizadas para desplazar objetos pesados con un mínimo de fuerza muscular. De seguro, habrás hecho uso de ellas posiblemente sin saber que estabas manipulando una palanca. En este caso, la clave no está en levantar un objeto, como en el caso de las palancas de primer género, sino en desplazarlo de un lugar a otro. En este tipo de palancas, la Resistencia se encuentra entre el Punto de Apoyo y la Fuerza. Al andar, se ponen en juego distintos músculos que accionan palancas de 2º grado, que multiplican la fuerza para que podamos desplazar el peso de nuestro cuerpo.
Las palancas de tercer género son el último tipo de palancas. Generalmente, se utilizan para mover objetos pesados sacrificando fuerza por comodidad. En la palanca de tercer género, la Fuerza se encuentra entre el Punto de Apoyo y la Resistencia. En esta tercera variante, la fuerza aplicada debe ser mayor que la fuerza que se necesitaría para mover el objeto sin la palanca. ¿Por qué? Porque en estos casos, quienes la utilizan lo hacen para amplificar la distancia que el objeto recorre y no para levantarlo. Muchos de los músculos y huesos del cuerpo actúan como palancas. Las de tercera clase son las más frecuentes. Principalmente se hallan en las extremidades, y están destinadas a permitir grandes, amplios y poderosos movimientos. Las de las piernas son más fuertes que las de los brazos, aunque tiene menos variedad de posiciones al moverse. Con las palancas en el cuerpo es posible ejercer fuerzas mayores que las que se quieren vencer, sin dificultar la realización de movimientos muy rápidos. En estos casos F está representada por la fuerza que ejercen los músculos encargados de producir los movimientos, movimientos, R es la fuerza a vencer (a levantar o a mover) otra parte esencial es el punto de apoyo que es la articulación alrededor del cual giran los huesos. Los Propósitos de esta experiencia es conocer la importancia que tienen las palancas en nuestro cuerpo, como contribuyen a ejercer nuestros movimientos. Otro de los propósitos es distinguir cada uno de los tipos de palancas que existen y en que parte de nuestro cuerpo ejercemos ese tipo de palanca.
2) Materiales Y Métodos
Se determino la masa de la porta pesa y pesas, a través de una balanza que se encontraba previamente calibrada, se convirtió dicho valor en newton aplicando la formula de resistencia (P).Se coloco el porta pesa en un extremo de la palanca, se mantuvo constante la porta pesa, no se modifico su posición; Luego se determino el brazo de resistencia con una regla donde se midió la distancia existente desde el punto de apoyo a la resistencia y se expreso dicha longitud en metros. Se aplicaron las fuerzas con el dinamómetro variando su posición obteniendo el equilibrio de la palanca, y el brazo de potencia en los diferentes casos.
3) Resultados
PXL 0,69 N X 0,24 m = 0,16 J
F1 X D1 0,55 N X 0,24 m = 0,13 J
PXL
F2 X D2
0,69 N x 0,21 m
0,89 N X 0,21 m
= 0,14 J = 0,18 J
PXL
F3 X D3
0,69 N X 0,16 m
1,05 N X 0,16 m
= 0,11 J
= 0,16 J
PXL
F4X D4
0,69 N X 0,15 m
12 N X 0,15 m
= 0,10 J
= 1,8 J
PXL
F5X D5
0,69 N X 0,14 m
1,3 N X 0,14m
= 0,09 J
= 0,18 J
4) Preguntas
1) Diga cuál es el tipo de palanca que predomina más en el cuerpo humano.
El tipo de palanca que más predomina en el cuerpo humano son las de tercer género. Su ventaja mecánica es que aumentan el movimiento, sacrificando así la fuerza, con el fin de conseguir una mayor velocidad y un mayor desplazamiento. Podemos sujetar y elevar pesos en nuestras manos gracias a la acción de los bíceps, que ejercen la fuerza necesaria sobre el antebrazo. Los cuadriceps trabajan accionando una palanca de tercer género, cuando por ejemplo, damos una patada al balón en un partido de fútbol. Así los cuadriceps, hacen pivotar a la pierna hacia arriba, venciendo su peso.
2) Realice esquemas de los huesos que conforman las extremidades inferiores y superiores.
Huesos de las Extremidades Superiores
Huesos de las Extremidades Inferiores
Huesos de las extremidades inferiores
Metatarso Rotula Tibia Peroné Falanges
Fémur
El Fémur es el hueso del muslo, el segundo segmento del miembro inferior. Es el hueso más largo, fuerte y voluminoso del cuerpo humano, y de la mayor parte de los mamíferos. La Rotula es un hueso de la pierna, siendo el sesamoideo (debido a que está envuelto por el tendón distal del cuadriceps crural) más grande del cuerpo humano. El Peroné es un hueso de la pierna, largo, par, asimétrico, formado por un cuerpo prismático triangular, con tres caras, externa, interna y posterior; tres bordes, anterior y laterales, y dos extremos, superior o cabeza en donde destaca la apófisis estiloides e inferior o maléolo externo. La Tibia es un hueso largo que soporta el peso del cuerpo. El extremo que se articula con el fémur es ancho y tiene los cóndilos medial y lateral o superficies glenoideas que se articulan con los cóndilos del fémur. Metatarso se compone de cinco huesos metatarsianos que se enumeran desde la cara medial del pie. son unos huesos largos formados por un cuerpo prismático triangular con tres caras, superior y laterales, y dos extremos, anterior y posterior, este último con cinco caras, de las cuales tres son articulares (excepto el 1 y el 5, que sólo tiene dos).
Los Falanges son huesos largos, en número de tres para cada dedo (excepto el gordo, que tiene sólo dos), denominados 1, 2 y 3 o falange proximal, falange media y falange distal respectivamente; constan de un cuerpo y dos extremos, anterior y posterior, articulares ambos en 1 y 2 , y sólo el posterior en el 3.
Huesos de las Extremidades Superiores
Clavícula
Metacarpo
Cubito Omoplato
Humero Radio Falanges
Carpo
Clavícula es un hueso largo ya que tiene sus dos epífisis situado en la parte antero superior del tórax. Junto con la escápula forman la cintura escapular. Omoplato es un hueso grande, triangular y plano. Se ubica en la parte posterior o dorso-lateral del tórax según la especie de la que se trate, específicamente en el esqueleto humano se encuentra en la región comprendida entre la segunda y séptima costilla. Conecta con el húmero (hueso del brazo) y con la clavícula (en aquellas especies que poseen tal hueso) y forma la parte posterior de los cinturones del hombro.
Humero es un hueso largo que forma parte del esqueleto apendicular superior y que está ubicado exactamente en la región del brazo. Se articula a superior con la escápula, por medio de la articulación del hombro (o articulación glenohumeral) y a inferior con el cúbito y con el radio, por medio de la articulación del codo (o articulación humeroradioulnar). El Radio es un hueso largo, par y no simétrico, situado por fuera del cúbito, en la parte externa del antebrazo. Como en todos los huesos largos, el radio consta de un cuerpo y dos extremos, superior e inferior. El cúbito o ulna es un hueso largo, paralelo al radio, entre la tróclea humeral y el carpo. Tiene un cuerpo y dos extremidades. Se encuentra en la parte interna del antebrazo; se articula superiormente con el húmero y el radio, y por la parte inferior con el radio, el cubito no se articula con ningún hueso del carpo. el carpo es el conjunto de ocho huesos que forman el esqueleto de la muñeca. Se disponen en dos filas: proximal y distal. Los huesos de la hilera proximal, de lateral a medial (del pulgar hacia el meñique). El metacarpo es una de las tres partes de las que se componen los huesos de la mano y está formado por los cinco huesos metacarpianos, que son delgados y ligeramente alargados y ocupan toda la palma de la mano. Las falanges de la mano son huesos largos pues predomina la longitud sobre el grosor y la anchura, en número de tres para cada dedo (excepto el pulgar que tiene dos), denominados, comenzando a contar desde el metacarpo o el metatarso: 1ª, 2ª y 3ª o proximal, media y distal (en la antigua nomenclatura falange, falangina y falangeta). Cada una consta de dos caras: anterior y posterior; y dos extremos: proximal y distal (superior e inferior), articulares ambos en la 1ª y 2ª, y sólo el superior en la 3ª.
3) Qué tipo de palanca es la que constituyen los huesos del oído medio, enumérelos y diga qué función cumplen estos. El tipo de palanca que constituyen los huesos del oído medio es de primer género .Las vibraciones del tímpano se transmiten a lo largo de la cadena de huesecillos, la cual opera como un sistema de palancas de forma tal que la base del estribo vibra en la ventana oval. Este huesecillo se encuentra en contacto con uno de los fluidos contenidos en el oído interno; por lo tanto, el tímpano y la cadena de huesecillos actúan como un mecanismo para transformar las vibraciones del aire en vibraciones del fluido. Para lograr que la transferencia de potencia del aire al fluido sea máxima, debe efectuarse un acoplamiento entre la impedancia mecánica característica del aire y la del fluido, puesto que esta última es mucho mayor que la primera. Un equivalente mecánico de un transformador (el acoplador de impedancias eléctricas) es, precisamente, una palanca; por ende, la cadena de huesecillos actúa como acoplador de impedancias. Además, la relación entre las superficies del tímpano y de la base del estribo (en la ventana oval) introduce un efecto de acoplamiento adicional, lográndose una transformación de impedancias del orden de 1:20 , con lo cual se minimizan las pérdidas por reflexión. El máximo acoplamiento se obtiene en el rango de frecuencias medias, en torno a 1 kHz. El oído medio comprende:
La caja timpánica.
Los huesecillos del oído: Martillo, yunque y estribo.
Los músculos de los huesecillos. Las celdas mastoideas. La trompa de Eustaquio.
Huesecillos
Martillo: Presenta una cabeza, un cuello, un manubrio y dos apófisis, una lateral y otra anterior. Está conectando el oído medio con la faringe y transmite las vibraciones sonoras al yunque, mediante la articulación incudomalear . Está en contacto con el tímpano. Sirve como una conexión que recibe las ondas sonoras.
Yunque : Su forma recuerda al yunque de un herrero, con un cuerpo y dos ramas. Se conecta con el martillo mediante la articulación incudomalear y con el estribo mediante la articulación incudoestapedia. Ayuda a transmitir las vibraciones del medio exterior al interior.
Estribo : El estribo recuerda por su forma anatómica al estribo de un jinete. Consta de una base, un asa en forma de herradura y una cabeza. Se articula por un lado con el yunque y está adherido en condiciones normales a la ventana oval del oído interno. El músculo del estribo esta inervado por el séptimo par craneal (Facial). Es el hueso más pequeño del cuerpo humano.
4) La cabeza se considera un tipo de palanca de interapoyo o primer genero, que huesos forman o están en el punto de apoyo de esta.
En el movimiento de la cabeza cuando asentimos, encontramos una palanca de primer grado. Al desplazar la cabeza hacia atrás, el cráneo pivota sobre la vértebra atlas, es decir que la vertebra atlas y el occipital son el punto de apoyo de la cabeza. Los músculos trapecio y esternocleidomastoideo, realizan la fuerza necesaria para mover el peso de la cabeza.
Parietales. Son dos huesos pares y en forma de cuadrilátero. Lisos, forman las paredes laterales y el techo del cráneo, y se unen entre sí en la parte superior de la cabeza. Se fusionan articuladamente con los huesos occipitales, esfenoides, temporales y frontal. Frontal. Hueso impar cóncavo, forma la parte anterior del cráneo, presenta los senos frontales y es parte integrante de las órbitas de los ojos, se une con los huesos nasales, lacrimales, etmoides, maxilar, los parietales y el malar. Este es tal vez el hueso más resistente de la cabeza. Temporales. Son dos huesos que conforman la región lateral por debajo de los parietales, ayudan a la formación de la base del cráneo, alojan los órganos del oído, y se unen con el esfenoides, el parietal y el occipital. Occipital. Constituye la parte posterior del cráneo, es de forma cóncava y convexa, se da como el punto de apoyo de la cabeza sobre la primera vértebra cervical, en cuya articulación presenta un agujero (el agujero magno), que da paso a la médula espinal y a la comunicación entre la masa encefálica y la médula ósea y a otros órganos que van al cerebro. Esfenoides. Este hueso tiene forma de ala y está constituido por seis prolongaciones; se conoce como un hueso medio. Forma parte de las fosas nasales, se encuentra en la base del cráneo y por delante del temporal, en sí mismo se articula con todos los huesos del cráneo. El esfenoides presenta las siguientes partes: el cuerpo, que es la porción central, de forma cuboidal, contiene los senos esfenoidales; la silla turca, una depresión que se encuentra en la parte superior del hueso, aloja a la glándula hipófisis o pituitaria; las alas mayores, que son proyecciones laterales del cuerpo,
forman el piso antero lateral del cráneo; las alas menores forman parte de la fosa craneal anterior y de la parte posterior de la órbita del ojo. Etmoides. Hueso irregular que completa la base del cráneo, está por delante del esfenoides, e interviene en la formación de las fosas nasales y de las órbitas de los ojos. 5) Que es Osteoblasto y Osteocitos.
Osteoblasto :
Son células del hueso, sintetizadoras de la matriz ósea, por lo que están involucradas en el desarrollo y el crecimiento de los huesos. El desarrollo de los osteoblastos se ve influenciado por distintos factores que estimulan su formación como la hormona paratiroidea y la vitamina D. Se encargan del mantenimiento, el crecimiento y la reparación del hueso. proceden de células osteoprogenitoras provenientes del periostio y en la médula ósea que son inducidos a la diferenciación a través distintos factores de crecimiento, particularmente como proteínas morfogenéticas del hueso. Las células osteoprogenitoras expresan el factorCbfa1/Runx2. Una vez que los osteoprogenitoras inician la diferenciación, comienzan a expresar una gama de otros componentes del hueso incluyendo Colágeno, Fosfatasa alcalina, osteocalcina, osteonectina entre otros. Otros factores del crecimiento incluyendo el factor del crecimiento del fibroblasto, el factor plaqueta-derivado del crecimiento, factor de crecimiento transformante β, estos pueden promover la división de los
osteoprogenitores y potenciar el incremento de la Osteogenesis. Los osteoblastos son células Oseas especializadas en producir la matriz particular que tiene el hueso, formado de cristales de hidroxiapatita, que están formados principalmente de fosfato y calcio. Los osteoblastos aun mantienen la capacidad para replicarse, hasta que son rodeados de matriz y pasan a un estado de mantenimiento de la misma denominadas Osteocitos. El osteoblasto no es precursor del osteoclasto, pues ellos dependen del sistema fagocito mononuclear, su función es hidrolizar la matriz, en el crecimiento óseo normal en los niños, en una quebradura y también para regular la concentración de calcio y fosfatos en sangre, por lo tanto estas células tienen receptores para la PTH y para la calcitonina, hormonas secretadas por paratiroides y tiroides respectivamente, antagonista entre si, para este balance hidromineral, los osteoclastos son células multinucleadas, tienen un borde en cepillo donde produce la fosfatasa alcalina para degradadar la matriz.
Los Osteocitos Son células que se forman a partir de la diferenciación de los osteoblastos, que a su vez derivan de las células osteoprogenitoras. Todos estos tipos celulares, junto con los osteoclastos (de distinto origen), constituyen los elementos celulares del tejido óseo. Los Osteocitos se encuentran en mayor proporción en los huesos osificados. Se pueden encontrar insertos en cavidades de la matriz ósea, denominadas lagunas osteocitarias, también llamadas osteoplastos. A diferencia de los osteoblastos, los Osteocitos quedan conectados entre sí y con el resto de células óseas, mediante prolongaciones citoplasmáticas y uniones comunicantes denominadas uniones GAP, formando un sincitio. Los canalículos de la matriz, que albergan a las prolongaciones citoplásmicas se llaman calcóforos. Tanto en las lagunas como en los calcóforos se encuentra líquido entre la matriz y las células (líquido intersticial). El sistema de conexión que poseen es el adecuado para poder llevar a cabo un intercambio de metabolitos (iones) entre ellas, ya que son incapaces de moverse en una matriz proporcionada además de esto hace parte del sistema circulatorio humano. Su citoplasma presenta ergastoplasma, aparato de Golgi y puede presentar lisosomas.
Conclusiones
Luego de esta experiencia de tan grato significado y valor hemos concluido que una palanca es una barra, que en el caso ideal es de masa despreciable, y que se sostiene sobre un punto de apoyo (también denominado fulcro). Al ejercer una fuerza en un punto de la palanca, ésta se transmite a través de ella, recibiéndose modificada en otro punto. Esta fuerza transmitida y modificada por la palanca se utiliza para vencer una resistencia. Conocimos la importancia que tienen las palancas en nuestro cuerpo, como contribuyen a ejercer nuestros movimientos. Distinguimos cada uno de los tipos de palancas que existen.
De Primer genero donde el punto de apoyo está situado entre la fuerza aplicada y la resistencia. La balanza romana es una palanca de primera especie. En el movimiento de la cabeza cuando asentimos, encontramos una palanca de primer grado. Al desplazar la cabeza hacia atrás, el cráneo pivota sobre la vértebra atlas (el punto de apoyo). Los músculos trapecio y esternocleidomastoideo, realizan la fuerza necesaria para mover el peso de la cabeza. De segundo genero el punto de apoyo se sitúa en un extremo de la barra, la fuerza se aplica en el otro extremo, y la fuerza resistente o carga en una posición intermedia. Un cascanueces es un ejemplo de este tipo de palanca. Las encontramos al caminar, un movimiento tan genuinamente humano. Al andar, se ponen en juego distintos músculos que accionan palancas de 2º grado, que multiplican la fuerza para que podamos desplazar el peso de nuestro cuerpo. De tercer género donde el punto de apoyo se sitúa en un extremo de la barra, la fuerza resistente en el otro extremo, y la fuerza se aplica en una posición intermedia. Son unas palancas muy utilizadas en el cuerpo humano. Su ventaja mecánica es que aumentan el movimiento, sacrificando así la fuerza, con el fin de conseguir una mayor velocidad y un mayor desplazamiento en todo momento. Podemos sujetar y elevar pesos en nuestras manos gracias a la acción de los bíceps, que ejercen la fuerza necesaria sobre el antebrazo. Éste pivota sobre el codo levantando así el brazo y acercando el objeto a nuestro cuerpo.
Logramos identificar los huesos que se presentan en el oído medio y en la cabeza, además hallamos el punto de apoyo de ambas. Ampliamos nuestros conocimientos con respecto a los huesos de las extremidades superiores e inferiores. Concluimos que los osteoblastos Son células del hueso, sintetizadoras de la matriz ósea, por lo que están involucradas en el desarrollo y el crecimiento de los huesos. Y que los Osteocitos Son células que se forman a partir de la diferenciación de los osteoblastos, que a su vez derivan de las células osteoprogenitoras.
Bibliografía
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Universidad Simón Bolívar
Introducción al Cálculo de Errores
Trabajo Presentado Al Profesor Luis Romero Por Los Estudiantes Daniela Castillo Jairo Coronel Andrea Duque Andrea Lopera Susana Ding Del 1B del Programa de Medicina Barranquilla / Atlántico
Marzo /2012
