Introduccion

LA FISICA DE LA MEDICINA

Por ser la física la ciencia encargada del estudio de los fenómenos que ocurren en la naturaleza, se puede aplicar a otras ramas del conocimiento humano, tales como la química, la ingeniería, la aeronáutica, etc.; en particular, la que ahora se conoce como física médica.
La física médica se divide en dos grandes ramas: la física de la fisiología, que es la que seocupa de las funciones del cuerpo humano, y la instrumentación médica que es la física aplicada al desarrollo de instrumentos y aparatos médicos.
La rama de la medicina conocida como "medicina física" se encarga de la diagnosis y el tratamiento de las enfermedades y lesiones por medio de agentes físicos, como son la manipulación, el masaje, el ejercicio, el calor, el frío, el agua, etcétera. Laterapia física es el tratamiento por medios exclusivamente físicos.

SISTEMA ÓSEO
En el cuerpo humano, los huesos tienen seis funciones que cumplir y para las cuales están diseñados óptimamente; éstas son: soporte, locomoción, protección de órganos, almacén de componentes químicos, alimentación y trasmisión del sonido.
La función de soporte es muy obvia en las piernas: los músculos se ligan alos huesos por tendones y ligamentos y el sistema de huesos y músculos soporta el cuerpo entero. La estructura de soporte puede verse afectada con la edad y la presencia de ciertas enfermedades.
Debido a que los huesos forman un soporte constituido por uniones de secciones rígidas, puede llevarse a cabo la locomoción; si se tratara de una sola pieza rígida no habría posibilidad de movimiento. Espor esto que las articulaciones entre los huesos desempeñan un papel muy importante
Las pruebas de resistencia mecánica a las que se someten los huesos son las de tensión, compresión y torsión. En la cabeza del fémur se forman líneas de tensión y de compresión debido al peso qué soporta.
es difícil que un hueso se rompa por una fuerza de compresión, en general se rompe por una fuerza combinadade torsión y compresión.

Si una persona brinca o cae de una altura y aterriza sobre sus pies, hace un gran esfuerzo sobre los huesos largos de sus piernas. El hueso más vulnerable es la tibia y el esfuerzo sobre este hueso es mayor en el punto donde el área transversal es mínima: precisamente sobre el tobillo. La tibia se fractura si una fuerza de compresión de más de 50 000 N se aplica. Si lapersona aterriza sobre ambos pies la fuerza máxima que puede tolerar es 2 veces este valor, es decir, 100 000 N, que corresponde a 130 veces el peso de una persona de 75 kg de peso.
La fuerza ejercida sobre los huesos de las piernas es igual a la masa del sujeto multiplicada por la aceleración: F = ma
Si la persona cae de una altura H, partiendo del reposo, alcanza al tocar el suelo unavelocidad de:

De la mecánica, sabemos que la aceleración promedio a necesaria para parar un objeto que se mueve con una velocidad v en una distancia h es:

Sustituyendo el valor de v² se obtiene:

De modo que la fuerza que se ejerce para que la persona se detenga en el suelo es:

w es el peso de la persona
es la razón de la altura desde la cual cae la persona y la distancia en la que sedetiene.
Si la persona que cae no dobla sus tobillos ni sus rodillas, h será del orden de 1 cm. Si F no es mayor que 130 w (130 veces su peso), la altura máxima de caída será:

de modo que si cae de una altura de 1.3 m sin doblarse puede resultar fractura de la tibia.
Si se doblan las rodillas durante el aterrizaje, la distancia h en la que se desacelera el cuerpo alcanzando una aceleracióncero puede aumentar 60 veces, de manera que la altura desde la que se puede efectuar el salto es H = 60 X 1.3 m = 78 m; en este caso la fuerza de desaceleración se ejerce casi enteramente por los tendones y ligamentos en vez de los huesos largos, estos músculos son capaces de resistir sólo aproximadamente 1/20 de la fuerza necesaria para la fractura de los huesos, de modo que la altura de H = 4...