Cantidad de Movimiento: Concepto y Aplicación
La cantidad de movimiento (P) es una magnitud vectorial donde se combinan ideas de inercia (masa inercial, m) y de movimiento asociado a la velocidad (v). P = m * v = kg * m/s. Podemos asociar P con las fuerzas necesarias para modificar su estado.
Principio de Conservación de la Cantidad de Movimiento
- Principio de Inercia: Un cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sobre él actúen fuerzas externas no equilibradas.
- Principio de Conservación de la Cantidad de Movimiento: Cuando sobre un sistema no actúa una fuerza neta resultante externa, la cantidad de movimiento total del sistema permanece constante en cuanto a magnitud, dirección y sentido.
Lanzar en Apoyo o Sin Apoyo
Se recomienda lanzar en apoyo aunque si saltamos se suelta la bola a mayor altura y mayor desplazamiento horizontal. Esto depende de la masa del lanzador, cuando existe gran diferencia entre masas que se aceleran hacia delante y atrás se recomienda lanzamiento en salto.
2ª Ley de Newton: Movimiento Rectilíneo
La fuerza es toda causa capaz de variar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo. Fn = m * a.
Condiciones para que se cumpla:
- Sistema de Referencia Inercial (SRI).
- Que la masa sea constante: dm/dt = 0.
Impulso Mecánico: Concepto y Aplicación
I = ΔP. El impulso mecánico (I) es una magnitud vectorial considerada como la variación de la fuerza ejercida en función del tiempo de aplicación. Se mide en N*s. I = F * ΔT.
- Cuando se aplica una Fn < peso del cuerpo, el saltador deja de acelerarse hacia arriba y la I es negativa.
- F * dt va a determinar la velocidad del saltador y la altura del salto.
- Producir mucha fuerza en corto tiempo = producir menos fuerza durante más tiempo, sin embargo, cuando el músculo produce fuerza existen argumentos en contra del incremento de tiempo de aplicación de la fuerza, especialmente en movimientos rápidos.
Argumentos que cuestionan beneficios de un incremento del tiempo de aplicación de la fuerza:
Composición estructural, funcional y eficacia muscular:
- Reclutamiento selectivo de unidades motoras rápidas que alcanzan su Fmáx en t < 50 ms.
- Incremento de T implica un incremento de la velocidad de contracción concéntrica muscular. Mayor velocidad de contracción concéntrica es inversa a la fuerza que el músculo produce, en movimientos rápidos hay un punto donde no se produce más fuerza.
- La reducción del tiempo de acoplamiento beneficia al ciclo estiramiento-acortamiento.
Mayor distancia de aceleración
Y por lo tanto, mayor flexión inicial, alejando los centros de rotación articular de su curso correcto de aceleración. Se pierde la longitud óptima del sarcómero para producir fuerza. Aumenta el momento de resistencia y disminuye el momento de fuerza.
Características técnico-tácticas de los movimientos deportivos.
Teorema del Centro de Masas
El aumento de altura del centro de gravedad (CG) en t2 se debe a que en el incremento de tiempo (ΔT) se ha producido una aceleración vertical por la aplicación de una fuerza, que es la del suelo contra el sistema. Esta fuerza es provocada por la aceleración vertical de los centros de masa de brazos, antebrazos y manos, la cual produce una fuerza hacia abajo que se transmite por el cuerpo y hace que aumente la fuerza de reacción del suelo.
Aplicaciones:
- Subiendo brazos aumenta la aceleración del CG.
- Brazos a velocidad constante: el movimiento continúa por inercia o se frena.
- Brazos frenan el movimiento ascendente.
- Velocidad vertical de brazos constante hasta el despegue hace que el CG esté más alto y una mayor velocidad del CG en el despegue da más velocidad al cuerpo y este les quita.
Efecto sobre la fuerza muscular de las aplicaciones:
Contracción excéntrica:
Desplazamiento hacia abajo, brazos aceleran hacia arriba y producen una fuerza compresiva transmitida por el cuerpo hasta el suelo, la cual aumenta la velocidad de estiramiento de la musculatura extensora de la rodilla, el músculo produce más fuerza.
Contracción concéntrica:
Desplazamiento hacia arriba, brazos ayudan acelerando y se mantiene la fuerza compresiva, la cual hace que disminuya la velocidad de acortamiento de la musculatura extensora de la rodilla, el músculo produce más fuerza.
Principio de Coordinación de Impulsos Parciales
Para obtener una elevada velocidad del CG, los impulsos parciales de los segmentos que componen el sistema deben mantener la misma dirección y sentido que el CG, además de acabar en el mismo tiempo, cada segmento debe mantener su velocidad hasta el final de su movimiento.
Fuerza de Rozamiento
El rozamiento surge como una fuerza reactiva debida al deslizamiento del cuerpo.
Deslizamiento entre sólidos o de Coulomb:
Fuerza que surge cuando un cuerpo se mueve o intenta moverse a lo largo de una superficie que está en contacto con él.
Explicación:
- Acabado superficial: Interacción entre las rugosidades de ambas superficies, por ejemplo: tacos de las botas de fútbol y el suelo.
- Interacción de la estructura molecular: Fuerzas de atracción que unen a las moléculas de las superficies cuando están en contacto, por ejemplo: neumático de Fórmula 1 más desgastados que los normales.
Relación matemática del rozamiento en seco (f):
f = μ * Fn
- μ = coeficiente de rozamiento condicionado por la interacción de la estructura molecular.
- Fn = fuerza normal condicionada por el acabado superficial.
- Aumenta Fn, aumenta el área de superficie real = sumatorio de puntos de contacto, la superficie real es mayor en un apoyo que en bipedestación porque con un solo apoyo se duplica la Fn y se duplica el área de superficie real.
Fuerza de rozamiento estática y dinámica:
- Rozamiento estático: Fuerza que surge antes de producirse el deslizamiento entre los cuerpos que están en contacto, el rozamiento estático es el que permite la aceleración y desaceleración del sistema. fe(máx) = μe * Fn
- Rozamiento dinámico: Fuerza que surge cuando un cuerpo se desliza a través de una superficie. fd = μd * Fn
- Coeficiente de rozamiento: tg α = μe
Fuerza de rozamiento por rodadura:
La rodadura se produce cuando un cuerpo rueda sobre una superficie cuando se desplaza sin resbalar o deslizarse con respecto a esta. Los frenos ABS hacen que el coche disminuya su velocidad utilizando la fe(máx) sin que la rueda se bloquee.