Introducción a La Biomecánica

Síntesis: Introducción a la Biomecánica
* Introducción
La biomecánica se considera una rama de la bioingeniería y la ingeniería biomédica. La biomecánica utiliza las aplicaciones de la mecánica clásica para el análisis de los sistemas biológicos y fisiológicos. Los distintos aspectos de la biomecánica utilizan diferentes partes de la mecánica aplicada. La investigación en biomecánica tienecomo objetivo mejorar nuestro conocimiento de una estructura muy compleja: el cuerpo humano.

* Conceptos Básicos

* Escalares, Vectores y Tensores
La mayoría de los conceptos en mecánica son escalares o vectoriales. Una cantidad escalar es sólo una magnitud. Una cantidad vector, por el contrario, tiene una magnitud y una dirección asociada a ésta. La magnitud de cualquier cantidad(escalar o vector) es siempre un número positivo correspondiente a la medida numérica de esa cantidad.
Gráficamente, un vector se representa por una flecha. La orientación de la flecha indica la línea de acción y la punta de la flecha denota la dirección y el sentido del vector. Tanto el escalar como el vector son formas especiales de una categoría más general de todas las cantidades en lamecánica llamadas tensores.

* Vector Fuerza
La fuerza puede ser definida como una perturbación o carga mecánica. Cuando un objeto es empujado o tirado, se aplica una fuerza sobre el mismo. Una fuerza que actúa sobre un objeto puede deformarlo, cambiar su estado de movimiento o ambas cosas. Las fuerzas pueden ser clasificadas de varios modos según sus efectos en los objetos sobre los que seaplican o según la orientación cuando se comparan con otras, éstas pueden ser: interna o externa, normal o tangencial, tensil, compresiva o de cizalla, gravitacional o de fricción.

* Vectores de Torque y de Momento
El efecto de una fuerza en el objeto sobre el que se aplica depende de cómo la fuerza se aplica y cómo se mantiene el objeto. En general, el torque se asocia con la acciónrotacional y de torsión de las fuerzas aplicadas, mientras que el momento se relaciona con la acción de flexión. Sin embargo, la definición matemática de momento y torque es la misma.
El torque y el momento son cantidades vectoriales. La magnitud del torque o del momento de una fuerza sobre un punto es igual a la magnitud de la fuerza por la longitud de la distancia más corta entre el punto y la líneade acción de la fuerza, que se conoce como brazo de palanco o del momento.
* Leyes de Newton
Relativamente pocas leyes básicas gobiernan la relación entre las fuerzas aplicadas y los movimientos correspondientes. Entre éstas, las leyes de la mecánica introducidas por Sir Isaac Newton (1642-1727) son las más importantes.
La primera Ley de Newton establece que un objeto en reposopermanecerá en reposo o un objeto en movimiento se moverá en una línea recta con una velocidad constante si la fuerza neta que actúa sobre él es cero.
La segunda Ley de Newton establece que un objeto con una fuerza neta que actúa sobre él distinta de cero acelerará en la dirección de la fuerza neta y la magnitud de la aceleración será proporcional a la magnitud de la fuerza neta. {F=ma ó M=Iα}. Cuánto másgrande es la inercia de un objeto, más difícil es ponerlo en movimiento o pararlo si ya está en movimiento.
La tercera Ley de Newton establece que para cada acción existe una reacción y que las fuerzas de acción y reacción entre los objetos que interactúan son idénticas en magnitud, opuestas en dirección y tienen la misma línea de acción.
* Diagramas de Cuerpos Libres
Se construyen paraayudar a idetificar las fuerzas y momentos que actúan sobre las partes individuales de un sistema y asegurar el correcto uso de las ecuaciones de la mecánica para analizar el sistema. Con este propósito, las partes que constituyen un sistema se aíslan del entorno y los efectos del entorno son sustituidos por fuerzas y momentos apropiados.
* Condiciones para el Equilibrio
La estática es...