Читать книгу Biomecánica básica - Pedro Perez Soriano - Страница 153

Para analizar un problema (bio)mecánico, en general intentaremos primero simplificar al máximo las fuerzas y momentos que actúan sobre el o los cuerpos implicados. En la mayoría de los casos, sobre un cuerpo actúa más de una fuerza. En este punto consideraremos los cuerpos como sólidos rígidos, es decir indeformables. Aunque estrictamente no sea cierto, en la mayoría de los cálculos utilizados en el análisis biomecánico del movimiento, el cuerpo es modelado como un conjunto de sólidos rígidos articulados entre sí.

Cuando una fuerza actúa sobre un sólido rígido, su punto de aplicación puede estar en cualquier punto que se halle sobre su línea de acción. Para facilitar la comprensión de la acción de las fuerzas, éstas se han clasificado en coplanares y no coplanares.

Fuerzas coplanares, son aquellas que se hallan sobre el mismo plano. Por tanto, siempre que no sean paralelas, sus líneas de acción se cruzarán en algún punto (fuerzas concurrentes). En el caso de las fuerzas coplanares la resultante de fuerzas se puede calcular simplemente como la suma vectorial de esas fuerzas (figura 12). En muchos casos, el análisis biomecánico se limita a un solo plano de movimiento, en estos casos evidentemente las fuerzas siempre serán coplanares y el cálculo de fuerzas y momentos será relativamente sencillo. Sin embargo, todos estos cálculos también pueden realizarse en tres dimensiones. En el caso de fuerzas no coplanares concurrentes, se pueden ir sumando las fuerzas dos a dos y al final siempre quedarán dos fuerzas coplanares, puesto que dos vectores con un punto común siempre forman un plano. Cuando tengamos fuerzas no coplanares y no concurrentes, el cálculo de la resultante de fuerzas es algo más complejo. Para resolverlo, podemos hacer que todas las fuerzas sean concurrentes, sustituyendo cada una de ellas por un sistema equivalente compuesto por un vector paralelo de la misma magnitud que pase por el punto común que escojamos y un par (momento puro) equivalente al momento que la fuerza original habría ocasionado con respecto a ese punto (figura 12).

Figura 12. Vectores coplanares concurrentes. El vector de fuerza se desliza sobre su linea de acción hasta que ambos orígenes coinciden y se suman ambos vectores trazando un paralelogramo (A).

Vectores no coplanares. Se traza un vector B’ paralelo a B y que sea coplanar y concurrente con A. Dado que este vector B’ no genera momento alguno sobre el orígen, hay que añadir además un par equivalente al momento que el vector B produce sobre el origen. A y B’ pueden sumarse (paralelogramo), quedándonos un vector y un par de fuerzas (momento puro) (B).