Apunts de Biomecànica: DCL, Moments i Equilibri

I 0 flashcards i 2 preguntes més al document.

Text del document

APUNTS FÍSICA APLICADA Grau en Fisioteràpia Universitat Autònoma de Barcelona AprenAI 2026-2027 Apunts de biomecànica: diagrama de cos lliure (DCL), càlcul del moment de força muscular, forces de reacció articular i condicions d'equilibri estàtic del cos. APREN.AI Índex 1 Bases biomecàniques i representació mitjançant diagrames de cos lliure Elements del sistema musculoesquelètic El diagrama de cos lliure (DCL) 2 Moments de força, reacció articular i condicions d'equilibri Moment de la força muscular Força de reacció articular i equilibri estàtic Condicions d'equilibri articular Solucions de les preguntes de repàs Aquests apunts poden contenir errors o omissions.

Són un material de suport i no substitueixen el temari oficial ni el professorat: contrasta la informació important. Apunts de Biomecànica: DCL, Moments i Equilibri 1 1 Bases biomecàniques i representació mitjançant diagrames de cos lliure EN ACABAR SABRÀS Definir els components del sistema de moviment corporal des de l'enfocament biomecànic. Representar les forces internes i exteriors que actuen sobre un segment mitjançant un DCL. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 1 Com es pot calcular la tensió que fa un múscul si només coneixem el pes que sostenim a la mà? La biomecànica analitza la manera com les forces internes generades pels músculs produeixen el moviment i asseguren l'estabilitat del cos.

En aquesta anàlisi, l'organisme es modelitza com una cadena de segments rígids articulats entre si. Elements del sistema musculoesquelètic La coordinació motriu depèn de la integració mecànica de tres estructures principals: Element Funció biomecànica Ossos Constitueixen els segments o barres rígides de l'esquelet sobre els quals actuen les càrregues. Articulacions Punts d'unió entre segments que transmeten les forces musculars o exteriors entre ells. Músculs Generen tensió per mitjà de les seves insercions tendinoses per mobilitzar o fixar els ossos. Esquema d'insercions musculars i tendons sobre l'esquelet del braç.

Apunts de Biomecànica: DCL, Moments i Equilibri 2 Els desplaçaments corporals combinen l'activitat de diversos músculs i articulacions simultàniament. Per a la seva descripció espacial s'utilitza la posició anatòmica com a referència, observant els moviments en tres plans cardinals: sagital, frontal i transversal. COMPROVA-HO 2 Quina funció mecànica tenen les articulacions en la transmissió de càrregues? El diagrama de cos lliure (DCL) Per estudiar mecànicament un segment (com el conjunt avantbraç, canell i mà), s'aïlla de l'entorn representant-lo com un bloc o barra rígida en equilibri sota un conjunt de vectors de força. Diagrama de l'avantbraç com a barra rígida sota càrregues articulars.

En el diagrama de cos lliure es defineixen els vectors tenint en compte les seves propietats geomètriques: La recta d'acció i la punta de la fletxa assenyalen la direcció i el sentit del vector. La longitud del traç és proporcional al mòdul o valor numèric de la força. El vector de la força muscular ( ) es dibuixa directament sobre la seva línia d'acció anatòmica. ERROR FREQÜENT Confondre l'angle de l'articulació amb l'angle d'acció muscular. En el DCL, la força muscular s'ha d'orientar segons la línia anatòmica dels tendons d'inserció i no pas paral·lela a la barra òssia.

ESQUEMA Sistema musculoesquelètic del moviment F m F m Ossos Elements rígids de l'esquelet Articulacions Transfereixen forces entre segments Músculs Generen tracció via tendons Apunts de Biomecànica: DCL, Moments i Equilibri 3 IDEES CLAU El cos humà s'analitza biomecànicament com un conjunt de segments ossis rígids mobilitzats per músculs a través d'articulacions. El moviment s'avalua des de la posició anatòmica en els plans sagital, frontal i transversal. El diagrama de cos lliure aïlla el segment anatòmic com una barra rígida amb totes les forces internes i externes dibuixades com a vectors. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 3.

Quins tres elements anatòmics intervenen directament en la mobilització segmentària? 4. Com es representen la intensitat i la direcció de les forces en un diagrama de cos lliure? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 5. Com es modelitza un segment anatòmic en un diagrama de cos lliure? 6. Quins són els tres plans de referència per descriure els moviments articulars? 7. A través de quina estructura s'aplica la força del múscul a l'os? 8. Quina propietat del vector indica el mòdul o intensitat de la força aplicada?

Com una molla en tensió a) Com un punt elàstic deformable b) Com una barra rígida c) Com un pla cartesià buit d) Sagital, frontal i transversal a) Horitzontal, vertical i diagonal b) Superior, inferior i distal c) Cranial, caudal i medial d) Dels cartílags hialins a) Dels meniscs b) Dels lligaments articulars c) Dels tendons d) La longitud de la fletxa a) El color del traç vectorial b) El punt d'origen de coordenades c) L'orientació de la fletxa d) Apunts de Biomecànica: DCL, Moments i Equilibri 4 2 Moments de força, reacció articular i condicions d'equilibri EN ACABAR SABRÀS Calcular el moment d'una força muscular a partir de la seva intensitat i el seu braç de palanca.

Aplicar les condicions d'equilibri estàtic entre moments de potència i càrregues sobre una articulació. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 9 Per què sostenir un pes petit amb el braç estirat cansa molt més que fer-ho amb el braç flexionat? Quan una força actua sobre un segment que disposa d'un eix de gir, genera una tendència a la rotació anomenada moment de força. Moment de la força muscular La capacitat d'un múscul per fer girar una articulació depèn de la intensitat de la seva contracció i de la seva posició geomètrica respecte a l'eix articular: DEFINICIÓ El braç de moment ( ) és la distància perpendicular efectiva des del centre de rotació de l'articulació fins a la línia d'acció muscular.

El valor del moment muscular es calcula segons l'expressió: COMPROVA-HO 10 Què passa amb el moment muscular si la força es manté constant però augmenta el braç de moment?

Força de reacció articular i equilibri estàtic En una articulació o fulcre cal que s'anul·lin totes les tendències de moviment per mantenir una postura estàtica sense desplaçament lineal: b F muscular M = F muscular b × F muscular F muscular Apunts de Biomecànica: DCL, Moments i Equilibri 5 CAUSES I CONSEQÜÈNCIES Tracció muscular Força de potència generada pel múscul Càrregues externes Pes dels segments i objectes sostinguts Forces sobre el fulcre articular Reacció articular Compensació per evitar translació Estrès i desgast Tensió mecànica a les superfícies Reacció a l'articulació: Per evitar la translació en els eixos horitzontal o vertical, el fulcre articular exerceix forces de reacció que compensen les càrregues externes i les potències musculars.

Estrès articular: Aquestes forces provoquen tensions mecàniques a les superfícies de contacte, fent que l'articulació pugui patir desgast, luxacions o lesions. Condicions d'equilibri articular Perquè un segment es mantingui en repòs o equilibri rotacional al voltant del fulcre, la suma dels moments que tendeixen a mobilitzar-lo ha d'anul·lar la suma dels moments que s'hi oposen: ERROR FREQÜENT Mesurar el braç de palanca sobre la línia de l'os en comptes de prendre la distància perpendicular estricta des del centre de gir articular fins a la línia de força del múscul. IDEES CLAU El moment d'una força muscular és el producte del mòdul de la força pel seu braç de palanca perpendicular.

El fulcre articular rep forces de reacció que equilibren les càrregues per impedir la translació en els eixos horitzontal i vertical. L'equilibri estàtic articular exigeix la compensació vectorial de forces i la igualtat en mòdul entre els moments de potència i els moments resistents. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 11. Quina condició sobre els moments s'ha de complir perquè una articulació estigui en equilibri mecànic? 12. Per què les articulacions poden patir lesions fins i tot quan el cos està en repòs? M = pot ncia e ˋ M resist ncia e ˋ Apunts de Biomecànica: DCL, Moments i Equilibri 6 Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 13.

Què representa el braç de moment d'un múscul? 14. Quina funció mecànica fa la força en el fulcre articular? 15. Com es defineix la condició d'equilibri de rotació en un segment articular? 16. A quina conseqüència estan exposades les superfícies articulars en sostenir esforços?

Gruix transversal del tendó inserit a) Distància directa entre els dos tendons b) Longitud longitudinal de l'os mòbil c) Distància perpendicular a la línia d'acció d) Evitar la translació vertical o horitzontal a) Anul·lar completament el braç de palanca b) Augmentar la velocitat de contracció c) Multiplicar l'escurçament de les fibres d) Força muscular sempre superior a la càrrega a) Absència total de forces articulars internes b) Igualtat de moments de potència i resistència c) Moment de potència el doble del resistent d) Estrès mecànic i risc de desgast a) Incapacitat de contraure els músculs b) Pèrdua immediata de massa mineral òssia c) Canvi ràpid de la longitud dels ossos d) Apunts de Biomecànica: DCL, Moments i Equilibri 7 Solucions de les preguntes de repàs 1.

Aïllant el segment corporal com un cos rígid i igualant els efectes de gir (moments) de les forces externes amb el moment que produeix el múscul. 2. Actuen com a unions entre segments ossis i permeten transferir les forces generades pels músculs o per agents externs entre un segment i el següent. 3. Els ossos (segments rígids), les articulacions (connexions i transmissió de forces) i els músculs (generadors de força mitjançant tendons). 4. La direcció i el sentit es mostren mitjançant la recta i la punta de la fletxa, mentre que la longitud del traç indica el mòdul de la força. 5. c) Com una barra rígida.

En biomecànica simple, els segments ossis es representen geomètricament com a barres rígides de forma rectangular. 6. a) Sagital, frontal i transversal. La posició anatòmica utilitza els plans sagital, frontal i transversal per a la descripció del moviment. 7. d) Dels tendons. Els músculs s'insereixen als segments ossis pels seus extrems mitjançant els tendons. 8. a) La longitud de la fletxa. En representació vectorial gràfica, la longitud de la fletxa és proporcional a la magnitud de la força. 9. Perquè a mesura que allunyem la càrrega de l'articulació augmenta el seu braç de palanca, exigint un moment muscular proporcionalment més alt per mantenir l'equilibri. 10.

El moment muscular augmenta de manera directament proporcional, exercint més capacitat de gir sobre l'articulació. 11. La suma dels moments de les forces de potència ha de ser igual en mòdul a la suma dels moments de les forces de resistència ( ). 12. Perquè han de generar forces de reacció internes elevades per contrarestar tant les càrregues externes com les fortes traccions musculars. 13. d) Distància perpendicular a la línia d'acció. El braç de moment és estrictament la distància perpendicular mesurada des de l'eix de rotació articular fins a la línia d'acció de la força. 14. a) Evitar la translació vertical o horitzontal.

Les forces del fulcre impedeixen el desplaçament lineal compensant les càrregues externes i les musculars. 15. c) Igualtat de moments de potència i resistència. Per conservar el repòs, el mòdul dels moments de potència ha d'igualar el mòdul dels moments de càrrega o resistència. 16. a) Estrès mecànic i risc de desgast. Les forces de reacció sotmeten les superfícies articulars a tensions mecàniques elevades que poden provocar danys o patologies. M = P M R Apunts de Biomecànica: DCL, Moments i Equilibri 8