Conceptes bàsics de biomecànica | Física Aplicada

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 Física Aplicada per a Fisioteràpia: models mecànics del cos, camps d'aplicació, eixos i plans de moviment i tipus de contraccions musculars.

APREN.AI Índex 1 Fonaments, àmbits i aplicacions de la biomecànica L'organisme humà des del model mecànic Concepte i diferència amb l'anatomia Àrees principals de desenvolupament Progrés tecnològic i dispositius mèdics 2 Plans, eixos del moviment i contraccions musculars Relació geomètrica entre plans, eixos i moviments Tipologia mecànica de les contraccions musculars 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.

Conceptes bàsics de biomecànica " Física Aplicada 1 1 Fonaments, àmbits i aplicacions de la biomecànica EN ACABAR SABRÀS Identificar les analogies entre elements de les màquines simples i estructures de l'aparell locomotor. Distingir l'enfocament estàtic anatòmic del funcional i dinàmic propi de la biomecànica. Descriure els tres grans camps d'aplicació pràctica de la biomecànica en salut i ergonomia. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 1 Per què no podem tractar una lesió del cos humà com si fos una simple avaria d'una màquina? El cos humà funciona com una estructura física complexa subjecta a lleis físiques ben definides.

Els diversos components de l'aparell locomotor es poden equiparar funcionalment amb elements mecànics clàssics. L'organisme humà des del model mecànic Les estructures anatòmiques desenvolupen papers mecànics concrets durant la postura i el desplaçament: Ossos: actuen com a palanques rígides que transmeten forces. Tendons: funcionen com a tensors que transmeten la tracció cap a l'esquelet. Músculs: operen com a molles actives capaces de generar tensió i acumular energia elàstica. Articulacions: actuen com a elements de rotació que defineixen els eixos de gir. Totes aquestes estructures compleixen moltes de les lleis de la mecànica.

Concepte i diferència amb l'anatomia DEFINICIÓ La biomecànica és la branca científica que aplica els mètodes i principis de la mecànica a l'estudi dels éssers vius i la coordinació motriu. Analitza tant les forces internes musculars com les forces externes, com ara la gravetat. Mentre que l'anatomia convencional documenta les formes i estructures d'un procés biològic en condicions de repòs, la biomecànica se centra exclusivament en la dinàmica del cos humà en moviment, avaluant les càrregues mecàniques i energies generades. COMPROVA-HO 2 Quina és la diferència fonamental entre l'enfocament anatòmic tradicional i el biomecànic?

Conceptes bàsics de biomecànica " Física Aplicada 2 Àrees principals de desenvolupament La recerca i pràctica d'aquesta disciplina s'estructura al voltant de tres grans branques d'aplicació professional: ESQUEMA Àrees principals de la biomecànica Àmbit Objecte d'estudi principal Mèdic Aborda les afeccions de l'aparell locomotor i dissenya teràpies mecàniques específiques. Esportiu Optimitza el rendiment, perfecciona mètodes d'entrenament i dissenya indumentària i materials òptims. Ocupacional Examina la interacció mecànica del treballador en entorns laborals, docents, domèstics i d'oci.

ERROR FREQÜENT No totes les alteracions inflamatòries o ortopèdiques de l'aparell locomotor es poden resoldre o analitzar sota un enfocament exclusivament mecanicista; cal considerar també factors biològics i patològics complexos. Progrés tecnològic i dispositius mèdics La integració entre mecànica i biologia ha permès dissenyar solucions fonamentals en seguretat i salut: Equipaments preventius, tals com els cinturons de seguretat per a vehicles. Suports vitals històrics i avançats, com el pulmó d'acer o els circuits de circulació extracorpòria. Solucions protètiques mioelèctriques avançades per a extremitats amputades i pròtesis articulars.

Dispositius de fixació quirúrgica i implants en traumatologia per al tractament de fractures (claus intramedul·lars, agulles, cargols i plaques cargolades). Biomecànica mèdica Patologies de l'aparell locomotor i teràpies Biomecànica esportiva Rendiment, entrenament i materials Biomecànica ocupacional Interacció en feina, casa i lleure Conceptes bàsics de biomecànica " Física Aplicada 3 IDEES CLAU El cos humà s'estructura mecànicament com un conjunt de palanques (ossos), tensors (tendons), molles (músculs) i rotacions (articulacions). La biomecànica estudia l'efecte combinat de les forces internes musculars i externes com la gravetat en el cos humà.

A diferència de l'anatomia estàtica en repòs, la biomecànica se centra en la dinàmica del moviment, les càrregues mecàniques i el balanç energètic. Els tres camps essencials d'aplicació són la branca mèdica, l'esportiva i l'ocupacional. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 3. Quin element del cos humà equival funcionalment a una molla des del punt de vista mecànic? 4. Quins tres àmbits d'aplicació articulen el camp de la biomecànica? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 5. Quin component anatòmic equival funcionalment a una palanca rígida? 6. Quina àrea de la biomecànica avalua la relació corporal en l'ambient domèstic o laboral? 7.

Què distingeix la biomecànica de l'anatomia humana clàssica? 8. Quin dispositiu constitueix una aplicació de traumatologia basada en la biomecànica?

Les articulacions a) Els músculs b) Els tendons c) Els ossos d) Esportiva a) Ocupacional b) Mèdica c) Ortopèdica d) Analitza el moviment, càrregues i energies a) Només se centra en processos patològics b) Descarta l'estudi de la força de gravetat c) Descriu l'estructura anatòmica exclusivament en repòs d) Cinturó de seguretat a) Pulmó d'acer b) Roba tècnica d'entrenament c) Clau intramedul·lar d) Conceptes bàsics de biomecànica " Física Aplicada 4 2 Plans, eixos del moviment i contraccions musculars EN ACABAR SABRÀS Relacionar cadascun dels tres plans de referència anatòmics amb el seu respectiu eix ortogonal i moviment associat.

Diferenciar les contraccions musculars isomètriques de les isotòniques. Contrastar els requeriments energètics i la capacitat de generació de tensió entre les contraccions concèntriques i excèntriques. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 9 Per què baixar una rampa o una escala costa menys a nivell cardiovascular que pujar-la, tot i aguantar el mateix pes corporal? L'anàlisi cinemàtica i dinàmica del cos humà exigeix l'ús d'un marc geomètric de referència i la comprensió del comportament mecànic del múscul durant l'acció. Relació geomètrica entre plans, eixos i moviments El cos s'orienta segons tres dimensions espacials.

Cada moviment articular es produeix sobre un pla anatòmic al voltant d'un eix perpendicular: Eix de rotació Pla del moviment Tipus de moviment articular Sentit o direcció Longitudinal Transversal Rotació interna (RI) i rotació externa (RE) Cap a fora o cap endins Transversal Sagital Flexió i extensió Endavant i enrere Sagital Frontal Abducció (ABD) i adducció (ADD) Allunyar o apropar respecte a la línia mitjana PER RECORDAR-HO L'eix sempre és estrictament perpendicular al pla sobre el qual es descriu el desplaçament: per exemple, el moviment de flexoextensió llisca sobre el pla sagital al voltant d'un eix transversal.

COMPROVA-HO 10 Al voltant de quin eix i sobre quin pla s'executen els moviments d'adducció i abducció? Tipologia mecànica de les contraccions musculars Segons la variació o manteniment de la dimensió de les fibres durant l'activació, es distingeixen diferents respostes musculars: Conceptes bàsics de biomecànica " Física Aplicada 5 Contraccions isomètriques El terme prové d'igual mesura o longitud. L'estructura muscular roman estàtica sense escurçar-se ni allargar-se, però genera força interna. La tensió generada i la despesa energètica se situen en un nivell intermedi. Contraccions isotòniques Fisiològicament indiquen igual tensió.

Són aquelles en què les fibres desenvolupen força alhora que modifiquen la seva longitud. Es classifiquen en dues variants funcionals: Concèntriques: la tensió muscular supera la resistència oposada. Com a conseqüència, el múscul s'escurça i venç la càrrega desplaçant el segment anatòmic. Es caracteritzen per assolir una tensió generada mínima amb el cost energètic més elevat. Excèntriques: la resistència externa supera la tensió que el teixit muscular pot exercir. El múscul es veu forçat a estendre's i allargar la seva longitud mentre intenta sostenir la càrrega. Produeixen la tensió més gran possible amb una despesa energètica mínima.

Contracció Comportament de la fibra Tensió produïda Cost energètic Concèntrica S'escurça Mínima Màxim Isomètrica Invariable Intermèdia Intermedi Excèntrica S'allarga Màxima Mínim ERROR FREQÜENT Confondre el balanç de la contracció excèntrica: és la modalitat que assoleix els nivells de força o tensió muscular més alts tot i registrar el cost metabòlic o energètic més baix.

PROCÉS Nivell de cost energètic segons la contracció 1 Excèntrica Cost energètic mínim (tensió màxima) 2 Isomètrica Cost energètic intermedi (tensió mitjana) 3 Concèntrica Cost energètic màxim (tensió mínima) Conceptes bàsics de biomecànica " Física Aplicada 6 IDEES CLAU Cada acció articular es produeix en un pla concret girant al voltant d'un eix rígidament perpendicular. La flexoextensió s'executa al pla sagital sobre l'eix transversal; l'abducció-adducció al pla frontal sobre l'eix sagital; i les rotacions al pla transversal sobre l'eix longitudinal. En la contracció isomètrica la distància no varia, mostrant tensió i despesa metabòlica intermèdies.

La contracció concèntrica escurça el múscul amb despesa màxima i tensió mínima, mentre que l'excèntrica l'allarga oferint màxima tensió amb mínim cost. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 11. Quina contracció muscular genera la màxima tensió mecànica gastant la mínima quantitat d'energia? 12. En quin pla es desenvolupa una rotació interna i quin eix li serveix de suport? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 13. Quin moviment té lloc al pla sagital? 14. Quin tipus de contracció no altera la longitud del ventre muscular? 15. Quina característica energètica defineix la contracció concèntrica? 16. Quin eix guia els moviments d'abducció i adducció realitzats al pla frontal?

Flexió i extensió a) Pronació i supinació b) Abducció i adducció c) Rotació interna i externa d) Concèntrica a) Isocinètica b) Excèntrica c) Isomètrica d) Tensió mínima i cost màxim a) Tensió intermèdia i cost mínim b) Tensió màxima i cost mínim c) Tensió nul·la i cost intermedi d) Longitudinal a) Vertical b) Transversal c) Sagital d) Conceptes bàsics de biomecànica " Física Aplicada 7 Solucions de les preguntes de repàs 1. Perquè, a diferència de les estructures inertes, els teixits vius combinen respostes mecàniques amb processos biològics i inflamatoris que no sempre es resolen des d'una òptica purament mecanicista. 2.

L'anatomia analitza estructures i formes estàtiques en repòs, mentre que la biomecànica quantifica les forces, energies i càrregues durant el moviment. 3. El múscul, gràcies a la seva capacitat de deformació elàstica i generació activa de tensió. 4. L'àmbit mèdic, l'esportiu i l'ocupacional. 5. d) Els ossos. Els ossos actuen com a palanques que transmeten forces, mentre que les articulacions són centres de rotació. 6. b) Ocupacional. La branca ocupacional estudia la interacció de l'usuari amb l'entorn de treball, docent, domèstic i de lleure. 7. a) Analitza el moviment, càrregues i energies.

L'anatomia mostra la forma en repòs; la biomecànica avalua el moviment dinàmic, les càrregues i l'energia generada. 8. d) Clau intramedul·lar. Els claus intramedul·lars són implants mèdics que estabilitzen fractures aprofitant principis mecànics. 9. Perquè en baixar predomina la contracció excèntrica, una fase molt eficient mecànicament que requereix el mínim cost energètic per produir tensió de frenada. 10. Es produeixen sobre el pla frontal al voltant de l'eix sagital, movent el segment enfora o endins. 11. La contracció isotònica excèntrica, en la qual el múscul allarga les seves fibres mentre frena una resistència superior. 12.

Es produeix sobre el pla transversal al voltant de l'eix longitudinal. 13. a) Flexió i extensió. La flexió i l'extensió es mouen endavant i enrere dins del pla sagital al voltant d'un eix transversal. 14. d) Isomètrica. La contracció isomètrica genera força mantenint constant la longitud de les fibres sense mobilitat òssia. 15. a) Tensió mínima i cost màxim. Quan el múscul venç la càrrega escurçant-se genera una tensió mínima i consumeix la màxima energia. 16. d) Sagital. El pla frontal és perpendicular a l'eix sagital, sobre el qual s'allunyen o apropen els membres. Conceptes bàsics de biomecànica " Física Aplicada 8