PalancasLa palanca es una barra rígida apoyada en un punto sobre la cual se aplica una fuerza pequeña para obtener una gran fuerza en el otro extremo; la fuerza pequeña o la fuerza que aplica la persona para mover el cuerpo se denomina "potencia" (F) y la gran fuerza o el peso del cuerpo que se quiere mover se llama "resistencia" (Q), al eje de rotación sobre el cual gira la palanca se llama "punto de apoyo" o "fulcro" (O).

Al utilizar palancas se aplica el principio de los momentos donde una de las fuerzas hace girar la palanca en un sentido y la otra en sentido contrario.

Los elementos de una palanca son:

a) Punto de apoyo (O).

b) Resistencia (Q) = Fuerza que se quiere vencer.

c) Potencia (F) = Fuerza que se aplica.

d) Brazo de resistencia (bQ) = Distancia desde el punto de apoyo a la recta de acción de la resistencia.

e) Brazo de potencia (bF) = Distancia desde el punto de apoyo a la recta de acción de la potencia.

 

 

“Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo”

(Arquímides)

Tipos de palanca

  Se consideran tres clases de palancas de acuerdo con la posición de la "potencia" y de la "resistencia" con respecto al "punto de apoyo", ellas son:

1)    Primer tipo de palanca:

 

Una palanca es de primer tipo cuando el punto de apoyo está ubicado entre la resistencia y la potencia.

Mientras el punto de apoyo mas cerca esta de la carga entonces la fuerza aplicada puede ser menor. Es nuestra idea intuitiva de palanca, algo que nos ayuda a mover una carga pesada.

En el movimiento de la cabeza cuando asentimos, encontramos una palanca de primer grado.Al desplazar la cabeza hacia atrás, el cráneo pivota sobre la vértebra atlas (el punto de apoyo).Los músculos trapecio y esternocleidomastoideo, realizan la fuerza necesaria para mover el peso de la cabeza. Otro ejemplo lo encontramos al realizar algo tan cotidiano como llamar a una puerta. El músculo que trabaja es el triceps que como puedes ver arriba se inserta en el antebrazo por detrás del codo. Así el triceps se contrae, haciendo que el antebrazo pivote sobre el codo, moviendo el peso del antebrazo y alejándolo de nuestro cuerpo. Es el mismo movimiento que cuando se lanza un tiro libre en baloncesto.

Sabiendo que en el equilibrio de la palanca se cumple:

 

Q . bQ = F .bF , se deduce:

 

- Cuando el brazo de la potencia es mayor que el brazo de la resistencia (bF > bQ), la potencia es menor que la resistencia (F < Q) y, en consecuencia, se gana fuerza.

-  Si bF < bQ resulta F > Q. Se pierde fuerza.

-  Cuando bF = bQ, es F = Q. No se gana ni se pierde fuerza.

Ejemplos:

 

 

 

 

2)  Segundo tipo de palanca:

 

Una palanca es de segundo tipo cuando la resistencia se halla entre el punto de apoyo y la potencia, la carga se ubica en la parte mas cercana al punto de apoyo y la fuerza aplicada en la lejana

           Como en las palancas de segundo tipo, el brazo de potencia es siempre mayor que el brazo de resistencia, en todas ellas se gana fuerza.

Las encontramos al caminar, un movimiento tan genuinamente humano. Al andar, se ponen en juego distintos músculos que accionan palancas de 2º grado, que multiplican la fuerza para que podamos desplazar el peso de nuestro cuerpo.

Ejemplos:

 

3)   Tercer tipo de palanca: 

          Una palanca es de tercer tipo cuando la potencia se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia.

En este tipo de palancas, el brazo de potencia siempre es menor que el brazo de resistencia y, por lo tanto, la potencia es mayor que la resistencia. Entonces, siempre se pierde fuerza, pero se gana comodidad, y la resistencia tiene un gran movimiento.

Son unas palancas muy utilizadas en el cuerpo humano. Su ventaja mecánica es que aumentan el movimiento, sacrificando así la fuerza, con el fin de conseguir una mayor velocidad y un mayor desplazamiento.

Podemos sujetar y elevar pesos en nuestras manos gracias a la acción de los biceps, que ejercen la fuerza necesaria sobre el antebrazo. Éste pivota sobre el codo levantando así el brazo y acercando el objeto a nuestro cuerpo.

También los cuadriceps trabajan accionando una palanca de tercer género, cuando por ejemplo, damos una patada al balón en un partido de fútbol. Así los cuadriceps, hacen pivotar a la pierna hacia arriba, venciendo su peso. Fíjate que en este caso el punto de apoyo es la rodilla. Como puedes observar nos hemos focalizado en algunas etapas de un movimiento concreto. En nuestros movimientos cotidianos el cuerpo utiliza multitud de músculos que concatenan diferentes palancas, combinándose la acción de muchas de ellas a la vez.

Ejemplos:

 

        

 

Resumen

 

 

Palancas Óseas

Este tema es sumamente estudiado por la Biomecánica, la correcta aplicación de las palancas en los distintos deportes, una correcta técnica y una efectiva aplicación de las palancas óseas aumentaran el rendimiento, hoy en día se cuentan con aparatos computarizados que analizan el movimiento humano y determinan el momento de aplicación de la fuerza de acuerdo a la palanca ósea

El cuerpo humano es un sistema de palancas, los 3 tipos de palancas que se conocen en la física, también se aplican en el cuerpo humano, las palancas son útiles para una correcta aplicación de la fuerza y las podemos observar en casi todas las acciones de la vida cotidiana, como abrir una puerta, destapar una botella etc.

Las articulaciones serian las bisagras y las contracciones de los músculos conducen el movimiento de las uniones alrededor des sus centros de rotación, todos los movimientos musculares son de rotación y pueden ser medidos en grados o radianes

Ejes y Planos del Movimiento:Como eje podemos denominar a la línea imaginaria a través de la cual se realiza un movimiento articular, el mismo puede comprender el trabajo muscular de una o varias articulaciones, siempre que el movimiento sea en la misma dirección.Plano: es la superficie que se halla en ángulo recto con el eje y en la que se produce el movimiento. Estos términos se usan para facilitar la descripción del movimiento en su dirección, y se describen, tomando como referencia la posición anatómica del cuerpo humano.

Los ejes se clasifican según su situación en: Eje sagital, eje frontal o transversal y eje vertical.1- Eje sagital: Se halla situado paralelamente a la sutura sagital del cráneo, es decir anteroposteior. El movimiento en este eje se halla en un plano frontal.2- Eje Frontal o Transversal: Se halla situado paralelamente a la sutura transversal del cráneo. Es también horizontal y se halla dispuesto en ángulo recto con el eje sagital. El movimiento en el eje frontal se realiza sobre un plano sagital.3-Eje Vertical: Situado paralelamente a la línea de gravedad y el movimiento se  realiza en un plano horizontal.

Es innegable que dejar estas definiciones a la interpretación imaginaria de cada individuo seria algo muy difícil de comprender, recordemos el Cuadrado de Rubik y situamos el mismo en una posición determinada, sin que la misma sea variada. Al observar este cubo, podemos explicar que los movimientos se realizan en tres posiciones, o planos y por tanto deben corresponder a tres ejes, sucede exactamente igual en el cuerpo humano, cada movimiento realizado en un plano, corresponde a un  eje. Los movimientos del cuerpo humano se producen en las articulaciones y los ejes se encuentran precisamente a través de las mismás. Cuando realizamos un movimiento de rotación de hombro, éste se realiza en un plano horizontal y en un eje vertical. Los movimientos de aducción y abducción y los de flexión lateral se realizan siempre en un eje sagital y en un plano frontal excepto el movimiento del dedo pulgar. La flexión y extensión excepto la del dedo pulgar, se realiza en un eje frontal y en un plano sagital.

Planos de Movimiento y Gravedad:El movimiento en un plano horizontal se considera como libre de la acción

gravitatoria cuando se desliza sobre un plano o superficie bien pulido o cuando está suspendido por una cuerda y estos movimientos son muy útiles en la rehabilitación del paciente debido a que se pueden fortalecer los músculos que se encuentren debilitados. Algunos autores los clasifican como antigravitacionales.

Cuando el movimiento se realiza en un plano inclinado, el mismo puede dirigirse hacia arriba o hacia abajo. Cuando los músculos trabajan para producir un movimiento en la inclinación hacia abajo, la resistencia que tiene que vencer por la acción de la fuerza de gravedad se modifica y se reduce por la

relación del plano. Esta ultima es mayor cuando la inclinación se acerca a la horizontal, y por tanto, la resistencia opuesta a los músculos es menor cuando la inclinación se aproxima a la horizontal y aumenta cuando se acerca a la vertical. El movimiento hacia abajo, se produce por la fuerza de gravedad, y la intensidad de esta fuerza aumenta a medida que la inclinación se aproxima a la vertical y disminuye la fricción del plano.El movimiento en plano vertical, cuando es hacia arriba, se ejecuta por la acción de una fuerza mayor a la intensidad de la fuerza de gravedad, ejemplo, la fuerza muscular. Cuando la contracción es superior a la resistencia de la acción gravitatoria el movimiento puede ejecutarse.El movimiento hacia abajo se produce por la acción de la fuerza de gravedad y se presenta con determinada rapidez, que puede ser modificada o regulada por la acción muscular.

La gravedad tiene una importante acción sobre los movimientos por ser un componente de las resistencias. Los parámetros que determinan las resistencias pueden definirse fácilmente. Son el peso del o de los segmentos, la distancia del fulcro al punto de aplicación de la potencia, al de la resistencia (representada en este caso por el centro de gravedad) etc. En estas condiciones se observa que la acción máxima de la gravedad se manifiesta cuando el segmento está en posición horizontal, que es cuando el brazo de palanca es más largo, permaneciendo fijo los demás parámetros.

Otro aspecto a considerar es la amplitud del movimiento y según los estudios realizados, el hombre, desde su época primitiva ha sido muy beneficiado por este tipo de palanca.Cuando la palanca es el antebrazo, el fulcro o punto de apoyo se halla en la

articulación del codo, y cuando el esfuerzo se realiza por el músculo bíceps y el peso es algún objeto sostenido en la mano, podrá observarse que una pequeña contracción muscular se traducirá en un movimiento mucho más extenso y rápido de la mano.La acción de los músculos posteriores del muslo al flexionar la rodilla, es otro

ejemplo de este género de palanca.En la palanca de primer género se puede observar la estabilidad y el estado

de equilibrio que puede lograrse con o sin ventajas mecánicas. Un ejemplo de este tipo de palanca se presenta durante el movimiento de la cabeza; el craneo representa la palanca, la articulación occipitoatloidea el punto de apoyo, y el peso o resistencia  se halla situado en la parte anterior, en la cara y el esfuerzo o fuerza, sería realizado por la contracción de los músculos posteriores del cuello con su inserción en el hueso occipital.Otro ejemplo, son los movimientos de inclinación de la pelvis sobre las

cabezas femorales.La palanca de segundo género, se considera como la palanca de potencia, ya

que siempre aporta una ventaja mecánica. En el miembro inferior puede observarse un ejemplo cuando se eleva los talones para mantenerse en puntas.Los huesos tarcianos y metatarcianos  se estabilizan por la ación muscular

para formar la palanca, el punto de apoyo se halla situado en la articulación metatarsofalangica, y el peso del cuerpo se trasmite al astrágalo a través de la articulación del tobillo.

El esfuerzo se aplica en la inserción del tendón de Aquiles por la contracción de los músculos de la pantorrilla.

Angulo de tracción: El movimiento  normal, supone realizar cambios de lugar de determinadas palancas óseas, valiéndose de contracciones musculares regulares   y convenientemente coordinadas, bajo la dirección de un centro rector que gobierna  el movimiento, el sistema nervioso central. Así los huesos, articulaciones, ligamentos, músculos, se someten en la movilización a los esfuerzos de tracción, compresión, flexión  y torsión.Los movimientos coordinados son la consecuencia de  procesos anteriores de

adquisición. Desde los primeros movimientos elementales del lactante a los movimientos complejos del adulto, se ha pasado un largo periodo de aprendizaje, en el que se ha realizado el proceso de adquisición. Después, cuando los movimientos se adaptan a una acción determinada o a circunstancias especiales, intervienen nuevos factores tales como el hábito, la atencion, la destreza, la agilidad que constituyen el aprendizaje especial de cada actividad.Para lograr una mayor eficacia en el trabajo muscular es preciso estudiar el

ángulo de tracción como la base fundamental de la actividad de las palancas del cuerpo humano.Cuando el ángulo de tracción es menor, la eficacia muscular disminuye, ya

que gran parte de la fuerza ejercida por este músculo se pierde debido a que se utiliza para traccionar el hueso de inserción hacia la articulación que representa el fulcro o punto de apoyo.Está aproximación de las superficie articulares ejercen un efecto estabilizador

sobre la articulación, que es mayor cuando la dirección de la tracción del músculo es longitudinal es decir, que el eje longitudinal del hueso de inserción se encuentra en el mismo plano que el eje del músculo. La eficacia mecánica se reduce también, cuando el ángulo de inserción se aproxima al ángulo recto. En este caso, la articulación se convierte en menos estable a medida que aumenta el ángulo.Considerando lo antes expuesto, se puede afirmar que el ángulo de tracción

de mayor eficacia es cuando el músculo se halla en ángulo recto con relación a la palanca.

Eficacia de una resistencia: La tracción efectiva de una fuerza que ofrece resistencia será también máxima cuando se aplique en ángulo recto con relación a la palanca, y disminuirá a medida que el ángulo de tracción se convierta en ángulo obtuso.Puede aplicarse una fuerza que ofrezca resistencia a alguna de las palancas

del cuerpo mediante una cuerda o a través de la mano del fisioterapeuta. El efecto de esta fuerza de resistencia es máximo cuando se aplica en ángulo recto al hueso que debe moverse. Durante el curso de un movimiento, cuando es necesario variar el ángulo de tracción, se utiliza la tracción en ángulo recto en aquella parte en que se requiere la máxima resistencia. Esta coincide generalmente con la parte en que es más eficaz la tracción de los músculos en acción.