lunes, 26 de enero de 2015

Salto desde el punto de vista cinética potencial

1-. INTRODUCCIÓN

La Energía mecánica es la producida por fuerzas de tipo mecánico, como la elasticidad, la gravitación y la que posee los cuerpos por el hecho de moverse.
Puede ser de dos tipos: Energía cinética y energía potencial (gravitatoria y elástica).

MÉTODOS PARA MEDIR EL SALTO VERTICAL:
Lo mediremos con el SJ y el CMJ. Nos apoyaremos del Kinovea para plasmarlo mediante un vídeo.


SJ




CMJ


2-. ENERGIA CINETICA Y POTENCIAL

ENERGÍA CINÉTICA:
La energía cinética es aquella que un objeto tiene debido a su velocidad. Es decir, la energía cinética mide cuantos cambios puede provocar un objeto que se está moviendo. Algo que se está moviendo (con respecto a un observador) tiene más energía que algo que está quieto.

Para que un cuerpo adquiera energía cinética o de movimiento es necesario aplicarle una fuerza. Cuanto mayor sea el tiempo que esté actuando dicha fuerza, mayor será la velocidad del cuerpo y, por lo tanto, su energía cinética será también mayor.

Otro factor que influye en la energía cinética es la masa del cuerpo.

La fórmula de Energía cinética: Ec (J) = 1/2 x m (kg) x v 2 (m/s)

ENERGÍA POTENCIAL: 
La Energía potencial es la energía que tiene un cuerpo situado a una determinada altura sobre el suelo. Podemos pensar en la energía potencial como la energía almacenada en el objeto debido a su posición y que se puede transformar en energía cinética. 

La fórmula de la Energía potencial: Ep (J) = m (kg) x g (m/s2) x h (m)



CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA:
La energía ni se crea ni se destruye solo se transforma. Si no hay rozamiento la energía mecánica siempre se conserva.

ET = ECt + ECr + EP

Si un cuerpo cae desde una altura se producirá una conversión de energía potencial en cinética. La pérdida de cualquiera de las energías queda compensada con la ganancia de la otra, por eso siempre la suma de las energías potencial y cinética en un punto será igual a la de otro punto.

Podemos definir la energía mecánica como la suma de la energía cinética y la potencial.

Em = Ec + Ep = cte

Como la energía permanece constante, entonces la energía total inicial es igual a la energía total final.

ETi = ETf

Por lo que entonces la suma de la energía cinética inicial y la potencial inicial debe ser igual a la suma de la energía cinética final y la energía potencial final.

Eci + Epi = Ecf + Epf

O sea:

½ mvi² + mghi = ½ mvf² + mghf

En aplicaciones reales, este principio de transformación de energía cinética en energía potencial puede verse afectado por la fuerza de fricción que ayuda a disipar energía en forma de calor.


3-. MÉTODOS DE MEDICION DEL SALTO VERTICAL

Hay diferentes tipos de saltos:
- Squat Jump (SJ).
        Las rodillas flexionadas a 90º.
        No hay contra movimiento ni rebote. No hay reutilización de energía elástica.


- Counter Movement Jump (CMJ)
        Posición en bipedestación con las rodillas extendidas.
        Tiene que haber una flexoextensión rápida de rodillas hasta 90º y sin salto sin pausa.



¿CÓMO VARIA LA EC?

La velocidad (EC máxima) irá de más a menos hasta alcanzar el punto máximo de altura, por el cual la velocidad será 0. Durante la bajada la velocidad irá aumentando hasta caer al suelo. Si no hay rozamiento, caerá con la misma velocidad con la que ha subido.

¿CÓMO VARIA LA EP?

El punto de despegue, no existe EP ya que no hay altura. La EP será máxima en el momento en el que la EC es 0, es decir, cuando alcance el punto más alto la persona.

VARIACION DE EC Y EP EN COMPARACIÓN DE SJ Y CMJ

En el CMJ se aplica un impulso mecánico mayor que en el SJ, ya que en el CMJ realizas un recorrido más amplio de flexión de piernas, es decir, no empiezas flexionado.


4-. CONCLUSIÓN:

a) Salto vertical desde el punto de vista ascendente:

Considera una persona que realiza un salto vertical con un impulso. En el punto de salida solo tenemos energía cinética. Según la persona está subiendo, su velocidad irá disminuyendo, por lo que la energía cinética disminuirá. La gravedad actúa en contra del movimiento debido a su desplazamiento vertical, por lo tanto la gravedad ejerce una fuerza negativa. Esta pérdida en energía cinética se compensa con un aumento en la energía potencial. La altura aumentará hasta alcanzar la altura máxima, donde solo existirá la energía potencia y ésta será igual a la energía cinética de la persona justo antes de comenzar a ascender. Cuanto más impulso realice la persona antes de ejecutar el salto, más alto subirá.

b) Salto vertical desde el punto de vista en fase de caída:

Considera una persona cayendo tras haber realizado un salto vertical. En el punto de salida solo tenemos energía potencial. La fuerza de gravedad realiza trabajo en la persona. Como la dirección de la fuerza de gravedad es dirección del desplazamiento de la persona, el trabajo realizado por la gravedad es positivo. La energía cinética aumentará según la persona cae. Es decir, la velocidad de la persona aumentará. Según la energía cinética aumenta, la ganancia debe ser compensada por una pérdida de una cantidad igual en energía potencial. Es decir, según la persona cae, la energía cinética aumenta mientras que la energía potencial disminuye.


5-. BIBLIOGRAFIA:
  • Lees A, Vanrenterghem J, De Clercq D. The energetics and benefit of an arm swing in submaximal and maximal vertical jump performance. J Sports Sci. 2006 Jan;24(1):51-7.
  • Jensen RL, Ebben WP. Kinetic analysis of complex training rest interval effect on vertical jump performance. J Strength Cond Res. 2003 May;17(2):345-9.
  • Robertson DG, Fleming D. Kinetics of standing broad and vertical jumping. Can J Sport Sci. 1987 Mar;12(1):19-23
  • Fisiologa del ejercicio / Physiology of Exercise By José López Chicharro, Almudena Fernández Vaquero


AUTORES
  • Daniel Gibanel
  • Roberto Simón
  • Jorgen San Román
  • Sarah Golard

miércoles, 21 de enero de 2015

Análisis de bungee jumping o puenting desde un punto de vista energético

El bungee jumping o puentismo es un deporte extremo que consiste en saltar al  vacío desde cientos de metros.  Se realiza empleando una  cuerda elástica de látex natural, de muy alto rendimiento, que se ata al cuerpo o tobillo de la persona que va a saltar, y  el otro extremo se sujeta al punto de partida del salto. 

El salto  se realiza desde puentes, grúas, edificios, teleféricos y helicópteros. Éste produce una caída libre, vertical (debido a la fuerza de la gravedad) de unos 50 metros de altura con una duración de 4 a 5 segundos, hasta que las gomas se tensan, empiezan a estirarse y llegan a su máxima elongación (depende del peso de la persona). La  vuelta o recuperación es vertical y hacia arriba y viene acompañada de una serie de rebotes repetitivos, 3 o 4, de rango decreciente, que prolongan el tiempo total de la actividad.

Las cuerdas se someten a fuerzas de tracción y tienen un comportamiento elástico en el que no ocurre una deformación permanente, sino que el material se recupera y vuelve a su estado inicial.  La goma elástica  suele estirarse hasta el 300%-400% y en condiciones extremas llega a elongarse hasta un 600%. La Ley de Hooke se utiliza para definir las propiedades elásticas de un cuerpo. Se puede observar que el aumento de la longitud del cuerpo elástico, en este caso la cuerda, es proporcional a la fuerza aplicada deformadora.


En el bungee jumping las tres energías más importantes que influyen y que deben ser analizadas son:
    -La energía potencial gravitatoria (Ep), es la energía que poseen los cuerpos porque se  encuentran a cierta altura sobre la superficie de la Tierra. Se mide en Julios (J). Ep=m.g.h   Donde: m=masa(kg)  g=gravedad (9,8 m/s) h=altura (m)
En nuestro caso, h correspondería a la altura del sitio desde el que se realiza el salto y m a la masa del saltador. 
    -La energía potencial elástica (Ep): es la energía almacenada que poseen los cuerpos elásticos a causa de una deformación. La cuerda posee este tipo de energía cuando está estirada o comprimida. 
       -Energía cinética (Ec): se corresponde a la capacidad que posee un cuerpo para realizar trabajo por el hecho de estar en movimiento. 
Viene dada por la siguiente fórmula: Ec= ½ .m.v² ; Donde:  m=masa v²= velocidad (m/s)
En el bungee jumping el valor v² sería la velocidad producida por el salto.

A pesar de la extensa confusión entre el  puenting y el bungee jumping,  estos dos deportes de riesgo presentan notables diferencias en su realización,  materiales empleados, así como las sensaciones de las fuerzas que se experimentan, debido a que la naturaleza de las mismas es completamente diferente. 
El puenting consiste en un salto desde un puente, controlado por cuerdas dinámicas de escalada, que tienen poca capacidad de estirarse (entre un 3%  o 5% y en condiciones extremas, un 30%).  Este tipo de salto produce un vuelo corto pero intenso, que se  combina con un  gran movimiento pendular de unos 15 metros, que puede recordar al movimiento de vaivén de los columpios.  Es el más económico.

El puentismo o bungee jumping nació en 1930, de una tradición ritual en la Isla de Pentecostés, en la que  los jóvenes tenían que  saltar desde una torre atados a los pies con una liana para demostrar su hombría y con ello obtener reconocimientos sociales. 
El 1 de abril de 1979, cuatro estudiantes  de Oxford, miembros del  Club de Deportes Peligrosos, practicaron por primera vez lo que hoy en día conocemos como el bungee jumping.  Saltaron desde el puente colgante de Clifton en Bristol, de 60m de altura.
A pesar de ser arrestados, siguieron saltando desde múltiples puntos como el Golden Gate y el puente Royal George, dando a conocer esta actividad mundialmente. 


Para concluir, cabe destacar los beneficios de este deporte: se libera adrenalina, que eleva el nivel de alerta del sistema,  se secretan sustancias como serotonina y endorfinas que provocan una sensación de bienestar y felicidad; es una forma entretenida de quemar calorías y tonificación muscular y como en todos los deportes se potencia la atención, disciplina, confianza en uno mismo y se establecen vínculos amistosos.
Sin embargo, el bungee jumping conlleva varios  peligros en su realización.  La primera causa de accidentes se debe a las negligencias por parte del personal; como emplear cuerdas demasiado largas o material en mal estado.  También se ha descubierto que la práctica de este deporte puede producir arritmias en personas que padecen de alguna enfermedad cardíaca, dolor de cabeza, hemorragia ocular debido al aumento de la presión venosa y dolor en las articulaciones y estructuras óseo-musculares como el cuello, la espalda, el pecho o el tobillo. 


AUTORES
  • Adriá Rodríguez Reig
  • Nicoleta Caulea
  • Cecile Cazaux
  • Joaquín Carrasco Berges
  • Vincent Cazenave
  • Aris Revilla Iglesias


BIBLIOGRAFÍA




QUIERES SABER MÁS

  • Hassan HM,  Mariatos G, Papanikolaou T, Ranganath A, Hassan H. Ocular complications of bungee jumping. Clin Ophthalmol. 2012;6:1619-22.
  • Young CC, Raasch WG, Boynton MD. After the fall: symptoms in bungee jumpers. Phys Sportsmed. 1998 May;26(5):75-8.
  • http://www.highjump.es/actividades/
  • http://www.yumping.com/

viernes, 16 de enero de 2015

Influencia de la calle en la curva de carrera

Observando distintas modalidades deportivas apreciamos que hay muchas en las que dan vueltas alrededor de una pista o de un circuito: ciclismo de pista, patinaje de velocidad, motociclismo, F1, carreras de atletismo… y en todos ellos la curva tiene un papel determinante, y va a condicionar la estrategia y la técnica de la modalidad.

Si observamos las pruebas de 1500 metros, se aprecia cómo los corredores van a buscar rápidamente la calle 1. ¿Por qué sucede esto? ¿Corren más rápido?

La respuesta es que no, simplemente van a correr sobre la calle 1 para recorrer una menor distancia en cada vuelta. Este hecho, que todos corran por la primera calle, hace que la curva les afecte a todos de igual manera.

El reglamento de cada prueba determina las calles por las que se puede o se debe correr. Por ejemplo, en la prueba de 400m, cada uno de los corredores tiene asignada una calle y esto hace que el tipo de curva que realizan sea diferente.


Hemos analizado cinemáticamente la carrera del record del mundo de 400m, logrado por Michael Johnson en Sevilla 1999, con un tiempo de 43,18 segundos y corriendo por la calle 5.

Tras el análisis de esta carrera podemos diferenciar 4 fases con cuatro tipos de movimiento:
  • Fase Nº1: En esta fase se da un movimiento circular uniformemente acelerado (MCUA). Llegamos a esta conclusión debido a que desde la salida en curva, con una velocidad inicial de 0 Km/h, incrementa su velocidad de forma constante hasta los primeros 100 metros, alcanzando al final su velocidad máxima cercana a los 36 Km/h.
  • Fase Nº2: En esta fase se da un movimiento rectilíneo uniforme (MRU), ya que consideramos que durante esta primera recta se desplaza a una velocidad constante.
  • Fase Nº3: En esta fase se da un movimiento circular uniforme (MCU). Llegamos a esta conclusión debido a que lleva una velocidad prácticamente constante y además es un movimiento circular por el paso por la segunda curva.
  • Fase Nº4: En esta fase se da un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), puesto que en la recta final interviene la fatiga, provocando en el atleta una pequeña desaceleración.



¿Qué hubiese ocurrido con el record del mundo de Michael Johnson si hubiese corrido por cualquiera de las otras calles? ¿Puede tener una calle ventaja respecto a otra?

Hemos analizado las diferencias entre las calles durante las curvas, suponiendo que el corredor obtendría los mismos tiempos parciales por cada una de las calles y conseguiría una marca similar a la del record del mundo: 43’18 segundos.



Se observa que la velocidad angular (ω) en la primera y segunda curva es mayor en las calles interiores y menor en las exteriores. En otras palabras, las calles interiores recorren mayor número de grados por segundo que las exteriores.



Observamos cómo la aceleración normal o centrípeta que se produce en las calles interiores es mayor que el que se produce en las calles exteriores.

El aumento de aceleración centrípeta que se produce en las calles interiores hará que el corredor tenga que inclinar en mayor medida su cuerpo durante la curva, provocando un mayor desplazamiento del centro de gravedad sobre la vertical.


Si analizamos las fuerzas (F=m x a) que se producen en un plano frontal, cuando el deportista corre en línea recta su peso corporal (fuerza de atracción de la tierra sobre el cuerpo) es igual a su masa (77Kg) multiplicado por la gravedad (g; 9,81m/s2).

Sin embargo, al correr en curva la aceleración deja de estar únicamente influenciada por la gravedad. Siendo en este caso la aceleración en el plano frontal igual a la aceleración resultante entre la gravedad (g=9,81m/s2) y la aceleración centrípeta (Ac=v^2/R).


Este aumento de aceleración, y por lo tanto fuerza (la masa permanece constante), hace que si el corredor quiere mantener la misma velocidad de carrera tenga que aumentar su “duty factor” (aumenta el tiempo de contacto del pie con el suelo en cada ciclo de zancada). Y si consideramos que el corredor va a la máxima intensidad posible en relación a la duración del esfuerzo, este aumento del tiempo de contacto producirá una disminución de la velocidad, ya que no será capaz de generar una fuerza adicional.

Nos ha parecido muy interesante y curioso el caso particular de los galgos, que tienen mecánicamente separadas las extremidades que mantienen el equilibrio y soportan el peso (patas delanteras), de las que se encargan de propulsar y generar potencia (patas traseras); además se han visto diferencias en el ángulo de penación de las fibras y tipo de fibras. Siendo estas unas de las razones por las que los galgos son capaces de alcanzar velocidades máximas también en las curvas.
Nuestra conclusión es que la calle 1 es la calle que más desventaja tiene, debido a su menor radio de giro y mayor aceleración centrípeta; mientras que la calle 8 es la calle que presenta mayor ventaja.


Además de estos factores biomecánicos, también influyen: factores medioambientales, la fatiga, la economía de esfuerzo, la estrategia de carrera de cada corredor, otros factores biomecánicos…, y factores psicológicos.

QUIERES SABER MÁS
  • Usherwood JR, Wilson AM. Accounting for elite indoor 200m sprint results. Biol Lett. 2006 Mar 22;2(1):47-50.
  • Tan H, Wilson AM. Grip and limb force limits to turning performance in competition horses. Proc Biol Sci. 2011 Jul 22;278(1715)2105-11.
  • Greene PR. Running on flat turns: experiments, theory, and applications. J Biomech Eng. 1985 May;107(2):96-103.
  • Usherwood JR, Wilson AM. Biomechanics: no force limit on greyhound sprint speed. Nature. 2005 Dec 8;438(7069):753-4.
  • Alexander RM. Stability and manoeuvrability of terrestrial vertebrates. Integr Comp Biol. 2002 Feb;42(1):158-64.
  • Quinn MD. External effects in the 400-m hurdles race. J Appl Biomech. 2010 May;26(2):171-9.
  • Quinn MD. The effects of wind and altitude in the 400-m sprint. J Sports Sci. 2004 Dec;22(12):1073-81.


viernes, 9 de enero de 2015

El salto horizontal

El salto horizontal es un gesto cotidiano bastante utilizado. Tanto en los propios saltos como en otros gestos que pueden desencadenar trayectorias similares a las de un salto, como el lanzamiento de un objeto. Esta trayectoria es la conocida como tiro parabólico. No vamos a tener en cuenta la posible carrera previa antes del salto, nos interesa el estudio desde el momento del impulso para el salto. Vamos a estudiar este tipo de salto en dos ejes, uno horizontal, que denominamos eje X y otro vertical que denominamos eje Y.

Necesitamos dos ejes porque la trayectoria de un salto simple se mueve en un eje X en un único sentido y en una dirección, y en un eje Y, primero se eleva el cuerpo con respecto al suelo para luego volver a descender a causa de la fuerza de la gravedad. Esto podemos observarlo si descomponemos cada uno de los instantes del salto en un eje X y otro Y.


Vamos a describir ahora los movimientos en los dos ejes en los que lo vamos a descomponer. En un eje X sigue un movimiento rectilíneo uniforme (MRU), esto quiere decir que en un tipo de movimiento en el que la velocidad se mantiene siempre constante, y por tanto podemos concluir que no existe ninguna fuerza que modifique la aceleración del movimiento, que es nula. Este movimiento se puede estudiar en función del espacio recorrido y el tiempo empleado para recorrerlo. Por tanto, relacionando el espacio y el tiempo de un movimiento determinado por medio de la división, podemos saber una velocidad que no conocemos.

Ejemplo:
  • Espacio: 200 metros
  • Tiempo: 4 segundos
  • Velocidad: v (desconocida)





En el eje de las Y se realiza un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA). En este tipo de movimiento, tiene que haber una fuerza que ejerza una aceleración positiva o negativa en al movimiento y así modifique la velocidad del objeto, que en este caso es el cuerpo de la persona que salta. En el salto actúa la fuerza de la gravedad. Para estudiarla, tenemos que dividir el salto en 2 partes, la parte de ascenso, y la parte de descenso. Pero antes de explicar cómo influye la gravedad en el salto, debemos conocer qué es la gravedad. La gravedad es una fuerza que se ejerce sobre un cuerpo de masa 1 kilogramo desde cualquier punto cercano a la tierra al que llegue la acción del campo gravitatorio de la tierra. Esta fuerza está en la dirección de los radios de la circunferencia de nuestro planeta y prolongando la recta cuando supera la esfera, y su sentido es hacia el centro de la tierra. El valor de esta aceleración es aproximadamente 9.8 m/s2
Como ya hemos dicho antes, tenemos que dividir el salto en dos partes. En la primera parte de ascenso, el sentido de la fuerza de la gravedad es contrario al sentido de la velocidad del salto en el eje de las Y, y por tanto desacelera el movimiento, hasta que en su punto más alto tiene una velocidad en este eje nula (tenemos que recordar que en el eje de las X sigue habiendo MRU). Pasado este punto máximo, el cuerpo del saltador comienza a descender, entonces el sentido la gravedad y el del cuerpo en el eje de las Y es el mismo. Por tanto la velocidad del cuerpo se acelera. La fuerza causante de este cambio de sentido es precisamente la de la gravedad.

Primera parte del salto

 
Segunda parte del salto
  



Final parte del salto



Sin conocer la velocidad, podemos averiguarla por medio de distintas fórmulas en las que se tiene en cuenta la velocidad del instante, la velocidad inicial, el tiempo empleado, el espacio o la aceleración.


Las fórmulas que se suelen emplear son las siguientes:
vf=velocidad final (en el instante que nos interesa)
vo=velocidad inicial
s=espacio recorrido
t=tiempo
g=aceleración de la gravedad


Para realizar un salto, nuestro cuerpo se sirve de las palancas que proporcionan nuestras piernas, así como el impulso extra generado por el balanceo de los brazos y la correcta colocación del cuerpo. Teniendo en cuenta un salto con los dos pies y en estático (sin carrera previa) los principales músculos que dan el impulso en las piernas, son aquellos que extienden la cadera, los que extienden la rodilla y los que realizan una flexión plantar del tobillo.

Así, podemos nombrar en primer lugar los más potentes. En extensión de cadera el glúteo mayor tiene un importante papel, ya que es un músculo voluminoso y muy potente. Para la extensión de rodilla los más importantes son los cuádriceps que por medio del tendón rotuliano insertan en la tibia. Y por último para la flexión plantar del pie, es muy importante la acción de los gemelos y el sóleo con la ayuda de los músculos de las capas más profundas.

Para la caída del salto, nos servimos también de los músculos para amortiguar la caída y además nuestros huesos necesitan una confirmación determinada ante las fuerzas para que no se fracturen.

Podemos concluir que nuestro cuerpo está preparado para la realización de movimientos de este tipo, y que se pueden dar a diario en determinadas ocasiones y en deportes en numerosas ocasiones, como en distintas modalidades de atletismo, en baloncesto tanto el salto como los tiros a canastas son tiros parabólicos o los lanzamientos en tenis y en muchos otros deportes.


BIBLIOGRAFÍA


domingo, 4 de enero de 2015

Modelo mecánico muscular

INTRODUCCIÓN

El músculo es un conjunto de fibras que contienen dos tipos principales de filamentos, la actina y la miosina, que deslizan una sobre otra para permitir la contracción muscular.

La contracción muscular es el proceso que permite a nuestro cuerpo moverse (andar, correr, saltar, levantar los brazos…). Según la tensión, se estiran o se acortan y están controlados por el sistema nervioso central.


1-. Músculos

Distinguimos tres tipos de músculos diferentes: músculo esquelético, cardíaco y liso.
- El músculo esquelético se encarga del movimiento corporal, está unido a los huesos por medio de tendones y es de contracción voluntaria.
- El músculo cardiaco (corazón) impulsa la sangre a través del sistema circulatorio. Es de contracción involuntaria.
- El músculo liso (de los órganos y tubos internos), es de contracción involuntaria.


1-1. Propiedades

El músculo tiene cuatro propiedades:
- Contractibilidad, capacidad del músculo de contraerse.
- Excitabilidad, capacidad de responder a estímulos generando potenciales de acción.
- Extensibilidad, capacidad del músculo de extenderse.
- Tonicidad, tono muscular.


1-2. Composición

El músculo está compuesto por elementos elásticos y contráctiles.

  • Los elementos elásticos cohesionan las fibras musculares, permiten la circulación linfática y sanguínea y contienen los nervios. Están compuestos por elementos pasivos que corresponden a tres componentes: el endomisio que rodea a las fibras musculares y agrupa las unidades contráctiles de manera que hay menos pérdida de fuerza en el músculo, el perimisio rodea a los fascículos musculares (conjunto de fibras musculares) y el epimisio que rodea al músculo (conjunto de fascículos).
  • Los elementos contráctiles son también denominados activos. Corresponden a las fibras musculares excitables; es decir que bajo un estímulo nervioso, por ejemplo un estiramiento, las fibras musculares se contraen.



En las imágenes 1 y 2, se utiliza un impulso previo que nos ayuda, gracias al componente elástico-contráctil, a conseguir energía para lograr más altura en el salto deseado.

Imagen 1

Imagen 2

2-. Modelo mecánico de Hill

El modelo músculo-tendinoso, teoría sobre el complejo muscular, propuesto por Hill en 1938, emula las características visco-elásticas propias de los elementos músculo-tendinosos del cuerpo humano.

Dice que el musculo tiene tres componentes: un componente contráctil o activo y dos componentes pasivos: un componente elástico en serie y uno en paralelo.

Los componentes pasivos son tejidos conjuntivos, constituidos de manera específica por colágeno, que contienen nervios, vasos sanguíneos y linfáticos, permiten también la cohesión entre la actina y la miosina.

El elemento contráctil corresponde al sarcómero, que es el conjunto de dos proteínas contráctiles: la actina y la miosina. La actina y la miosina permiten la contracción del músculo, deslizando una sobre la otra. El elemento elástico en serie corresponde a los tendones. El componente elástico en paralelo corresponde al elemento pasivo del músculo, es decir, epimisio, endomisio y perimisio.

El modelo de Hill es un mecanismo de contracción muscular que se efectúa con el estiramiento pasivo (estímulo) del músculo. Los elementos elásticos en serie y en paralelo se acortan, produciendo tensión en el músculo. Hay un almacenamiento de energía que se libera cuando el músculo se relaja.
Se puede comparar los elementos elásticos con muelles. Cuando el músculo se acorta, hay un deslizamiento de la miosina sobre la actina. Las fibras de miosina y actina no cambian de longitud sino que se superponen. Como los tejidos conjuntivos no tienen la capacidad de contraerse, deben actuar como muelles, para seguir el acortamiento del sarcomero y permitir que el músculo se contraiga en su totalidad. Cuando el músculo se relaja y cesa la contracción, los componentes elásticos pasivos vuelven a su posición original liberando la energía que previamente había almacenado.

Por ejemplo, en la imagen 3, se aplica una fuerza en un muelle para obtener una contracción, lo cual sería similar a lo que ocurre en el músculo.



3-. Ilustración del modelo de Hill asociado con el deporte

En las imágenes 4 y 5, en el lanzamiento tanto en el ejemplo del fútbol como el del balonmano utilizamos el componente elástico-contráctil para aumentar la fuerza del disparo gracias a la energía que realizamos al poner en tensión este componente.




4-. Los efectos elásticos en el desarrollo de la fuerza de contracción

- La energía almacenada en el componente elástico  depende de la  elongación a la que se vea sometido.
- La energía almacenada en el componente elástico durante la elongación depende de la longitud  de estiramiento, así como de las características de elasticidad propias.
- Debe tenerse en cuenta, que la energía potencial acumulada en el componente elástico debe ser utilizada en forma de rebote, es decir, sin que transcurra un período de tiempo excesivo entre su manifestación y su almacenamiento.

En  lo  relativo  a  los  tendones  y  otros elementos de inserción, existen muchas diferencias en cuanto al comportamiento mecánico, por las diferencias de constitución y estructura. Por ejemplo, el efecto elástico del tendón de Aquiles (tendón en la parte posterior del tobillo) es de gran importancia  en el transcurso de la deambulación, el salto o la carrera.


5-. Algunos factores que afectan al modelo mecánico muscular

- Alineación y orientación de las fibras. 
- Número de fibras y fibrillas: si hay muchas fibras, la contracción muscular es más eficaz.
- Proporción de colágena y elastina.
- Composición química tisular.
- Grado de hidratación. Por ejemplo, si un deportista se deshidrata, hay un aumento de la temperatura, de la sensación de fatiga y se puede producir una lesión en el músculo.
- Duración (tiempo), nivel (carga) y tipo (dinámica o estática) de fuerza aplicada.


                          

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