Analisis biomecanico de la carrera del ser humano

Análisis Biomecánico de la carrera en estudiantes de bachillerato
Título del trabajo
Alexanders
Pseudónimo de integrantes

Física
Área
Local
Categoría
Investigación Experimental
Modalidad

5947089
Folio de Inscripción

Análisis biomecánico de la carrera en alumnos de bachillerato
RESUMEN. Calcular la velocidad de un animal, a partir de sus huellas, es un
problema complejo, puesno se tienen más datos que la distancia recorrida. Este
problema fue planteado inicialmente en relación al cálculo de la velocidad en
animales extintos, particularmente en dinosaurios. El primero en proponer una
solución fue el Zoólogo McNeill Alexander, en lo que ahora se llama ecuación de
Alexander. Otras ecuaciones han sido propuestas tratando de mejorar la de
Alexander, siendo la másconocida la de Thulborn. Para deducir su ecuación,
Alexander usó lo que llamo similitud dinámica, inspirándose en la similitud
geométrica (un cuerpo pequeño es similar a uno más grande si el grande se
obtiene del segundo escalando proporcionalmente sus dimensiones). La similitud
dinámica consiste en considerar a un animal pequeño similar a otro más grande
(por ejemplo un gato y un león) si seescalan la masa, las distancia y el tiempo de
manera apropiada. Mediante este procedimiento, Alexander llego a descubrir que
la condición para que dos animales tengan dicha similitud, se requiere que tengan
similares números de Froude (v2/gl). Propuso que la distancia entre las huellas del
mismo pie, que llamó zancada, son proporcionales al largo de la pierna del animal.
Luego de ello,videograbó, midió y graficó el número de Froude contra lo que llamo
zancada relativa (longitud de la zancada entre el largo de la pierna), en animales
actuales de distintas especies (incluyendo humanos) y concluyo que muchos de
ellos son similares dinámicamente (tienen el mismo número de Froude).
La manera de atacar el problema de Alexander es muy interesante y conduce a
buenas aproximaciones,sin embargo, no está justificada desde el punto de vista
físico. Es una forma heurística y muy semejante a la forma de trabajar en
mecánica de fluidos, mediante análisis dimensional. En este trabajo manejamos la
ecuación de Alexander centrándonos en la caminata y carrera de alumnos de
bachillerato. Para ello distinguimos dos componentes diferenciados de la caminata
y carrera: un pénduloinvertido y un tiro parabólico con resistencia del aire. De esta
forma, se entiende la ecuación desde un punto de vista más físico.

Introducción
Marco Teórico
Medir la velocidad de un animal o una persona en la actualidad parece algo tan
sencillo que puede parecer trivial. Con la tecnología contemporánea se puede
video grabar a altas velocidades o usar sensores como fotoceldas o láseres, omejor aún, medir directamente con radares. El problema no resulta nada fácil si lo
que se quiere saber es la velocidad de animales extintos. Pero

¿de dónde

proviene tal dificultad? de las cantidades que se necesitan para calcular la
velocidad: la distancia y el tiempo. En animales vivos, es sencillo obtener y
relacionar estas dos mediciones. En un animal que no tenemos en vivo ¿cómoobtenemos la distancia recorrida y el tiempo? Para la distancia existe una
respuesta afirmativa, las icnitas, es decir, las huellas de los pasos grabadas en
registro fósil. Pero el problema es el tiempo: no existe manera de saber cuánto
tiempo trascurrió entre los pasos. Por tanto el problema requiere soluciones
complejas y creativas.
El primero que propuso una solución al problema fue McNeilAlexander 1, zoólogo
de la universidad de Leeds, reino unido. Su “adivinanza” (como él mismo la
definió) consiste en suponer que animales “similares” caminan o se mueven de
formas idénticas, sólo que a diferente escala:
“Los leones son más grandes que los gatos domésticos y dan unos pocos pasos
por segundo, pero aparte de eso, el movimiento de un león en carrera es muy
parecido al de un gato...