MDE 104 Fı́sica Medica II - Modulo - 2019 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA CENTROAMERICANA Facultad de Ciencia de la Salud Fundamentación Biológica NOTA Guı́a de Momento de Fuerzas - Palancas 10 de mayo de 2019 Nombre: N◦ Cuenta: INSTRUCCIONES: A continuación se le presenta una serie de problemas que deberá de resolver de forma clara y ordenada, escribiendo su respuesta con lápiz tinta y encerrándola en un recuadro. Ademas, deberá dejar plasmado todo su respectivo procedimiento. Dicha guı́a deberá presentarse en el dı́a que su profesor le indico en clase. 1. (a) ¿ Qué fuerza Fm genera el músculo deltoides para sostener el brazo extendido, si la masa del brazo es de 3.0 kg? (Fi es 1a fuerza de la articulación sobre el hueso del brazo, el húmero.) (b) Calcule la ventaja mecánica e indique el tipo de palanca. R/ (a) 401.8 N, (b) 333.2 N y (c) V.M. = 0.33 (Antebrazo) y V.M. = 0.14 (pelota) R/ (a) 164 N, (b) Tipo III y V.M. = 0.69 2. En nuestro cuerpo, momentos de fuerza producidos por la contracción de nuestros músculos hacen que algunos huesos giren sobre sus articulaciones. Por ejemplo, cuando levantamos algo con el antebrazo, el músculo bı́ceps aplica un momento de fuerza al antebrazo (figura). Si el eje de rotación pasa por la articulación del codo y el músculo está sujeto a 4.0 cm del codo, ¿ qué magnitud tendrá el momento de fuerza muscular en los incisos (a) a 60◦ y (b) 90◦ de la figura, si el músculo ejerce una fuerza de 600 N? 4. Un antebrazo se coloca en la posición que se indica. (a) Hallar la tensión T ejercida por el bı́ceps y la fuerza E ejercida por la articulación del codo. (b) Determine las ventajas mecánicas e Indique el tipo de palanca. Tome como masa del brazo 1.23 kg. R/ T = 36 N, 24 N, Clase III y V.M = 0.33 R/ 21 mN, 24 mN 3. ¿ Cuánta fuerza FM debe ejercer el bı́ceps cuando se sostiene una masa de 5? 0 kg como se muestra en la figura? Y (b) ¿ Cuál es la fuerza F1 que ejerce la articulación sobre el hueso del brazo? Tome 2.0 kg como la masa del brazo. (c) Calcule las ventajas mecánicas. Fis. Ramón Chávez 5. Una persona de 70 kg de masa está de pie con la espalda y los talones pegados a la pared. La vertical de su centro de masas cae a 10 cm de la pared y la planta del pie tiene 30 cm de longitud. Se le pone encima de los brazos estirados un peso (W) cuyo centro de masas se proyecta en vertical sobre un punto que está 40 cm por delante de la puntera de los pies. Supuesto que todas las articulaciones son rı́gidas, ¿ cuál es el peso máximo que puede aguantar sin caer hacia adelante? y ¿ Qué tipo de palanca es la 1 MDE 104 Fı́sica Medica que se forma, en esta situación? Ayuda: tome el punto de articulación o fulcro en la punta del pie. R/ 35 kg, Clase I II - Modulo - 2019 7. Si la masa máxima m que una persona puede sostener en una mano cuando el brazo está colocado a un ángulo de 105◦ en el codo es de 35 kg, como se muestra en la figura , ¿ cuál será la fuerza máxima Fmáx que el bı́ceps ejerce sobre el antebrazo? Suponga que el antebrazo y la mano tienen una masa total de 2.0 kg con un CG que está a 15 cm del codo, y que el bı́ceps se une a 5.0 cm del codo. R/ 2500 N 6. En este caso el trı́ceps es el músculo que hace fuerza para extender el brazo, insertándose, por detrás del húmero, en el extremo del cúbito, de forma que al contraerse abre la articulación del codo (ver figura). El punto de inserción se encuentra a unos 2.5 cm de la articulación (fulcro) y la dirección es prácticamente vertical. Si la balanza sobre la que se apoya la mano de la figura marca 6 kg, la fuerza hacia arriba que está ejerciendo el muelle sobre la mano es de F = 6 × 9.8 = 58.8 N, aplicada en un punto que dista 35 cm del codo. Calcular la fuerza de contacto R del extremo del húmero sobre el antebrazo, necesariamente vertical, y la fuerza T que hace el trı́ceps hacia arriba. 8. Aproximadamente, ¿ qué tanta fuerza FM debe ejercer el músculo extensor en el antebrazo sobre el brazo para sostener una bala de gimnasia de 7.3 kg (figura )? Suponga que el brazo tiene una masa de 2.3 kg y que su CG está a 12.0 cm desde el codo. Indique el tipo de palanca. R/ 970 N, Clase I R/ T = 823N ; R = −882 N “ El experto es una persona que ha cometido todo los errores que se pueden cometer en un determinado campo” -Niels Bohr- Fı́sico Teórico del siglo XX. Fis. Ramón Chávez 2
