Universidad Católica de El SalvadorUNICAES Materia Física Médica Tema Movimientos Corporales (Práctica de laboratorio) Docente Lic. Néstor Josué Ramírez Integrantes Corado Méndez, Jeymi Fabiola Méndez Herrera, Karla Yamileth Figueroa Hernández, Jacqueline Abigail Morán Martínez, Jessica Maricela Valencia Novoa, Vilma Isabel Sección ¨c¨ Fecha de Entrega Lunes 31 de Agosto de 2015 Santa Ana, 27 de agosto de 2015. Índice 1. Objetivos ………………………………………………………………………. Pág. 3 2. Fundamento Teórico …………………………………………………………. Pág. 4 2.1. Aspectos Fisiológicos ……………………………………………………. Pág.4 2.2. Aspectos físicos ………………………………………………………….. Pág. 4 a. Tiempo de reacción ante un estimulo externo ………………….. Pág. 4 b. Efectos de la aceleración de la gravedad sobre los movimientos corporales ……………………………………………………………. Pág. 5 3. Materiales y Equipo ………………………………………………………….. Pág. 7 4. Procedimiento ……………..………………..…………………………………. Pág.8 4.1 Tiempo de reacción ante un estimulo ……………………………. Pág. 8 4.2 Tabla 1 …………………………………………………………….… Pág. 8 4.3 Movimiento de rotación 4.4 Tabla 2 …………………………………………………………..… Pág. 8 4.5 Tabla 3 …………………………………………………………….... Pág. 9 5. Cuestionario ………………………………………………………..…………. Pág. 9 6. Observaciones ………………………………………………………………. Pág. 10 7. Bibliografía …………………………………………………………………. Pág. 11 2 Objetivos Estudiar la velocidad máxima con la cual se realizan los movimientos voluntarios e involuntarios. Demostrar que la función general de nuestras actividades corporales tiene su raíz en el sistema nervioso central, dedo por una experiencia sensorial que da lugar a una reacción inmediata. Determinar el tiempo que tardan los impulsos nerviosos cuando experimentan un estimulo externo. Calcular la rapidez empleada por una persona al realizar una marcha normal. 3 Fundamento Teórico 3.1 Aspectos Fisiológicos La función principal del sistema nervioso es de procesar toda la información que recibe de forma que se produzcan las respuestas motoras adecuadas, esto es, que el sistema nervioso controla las actividades corporales como las contracciones musculares, cambios viscerales, etc. Recibe millones de datos de información procedentes de los órganos para determinar una respuesta corporal. La mayor parte de las actividades del sistema nervioso se inician por una experiencia sensorial procedente de receptores sensoriales sean estos receptores visuales, auditivos, táctiles de la superficie de un cuerpo de otros. Esta experiencia sensorial puede dar lugar a una inmediata reacción o puede almacenarse en el cerebro durante minutos, semanas o años. 3.2 Aspectos Físicos a) Tiempo de reacción ante un estimulo externo. Sabemos qu los impulsos nerviosos tardan, en persona normal aproximadamente 1/5 de segundo para ir del ojo al cerebro y de este a los dedos. Para determinar el tiempo de reacción ante un estimulo externo, tomamos en cuenta para el presente experimento las expresiones de caída libre. La figura 1 muestra la caída de un cuerpo desde una posición A. La distancia que recorre hasta llegar a la pocisión B está dada por la ecuación: Cuando el cuerpo es soltado desde el reposo (VA = 0), la ecuación toma la forma: Luego al despejar t, se obtiene: √ 4 Tiempo t compatible con el tiempo de reacción de una persona ante un estimulo externo, tiempo que tardan los impulsos nerviosos para ir del ojo al cerebro y de este a los dedos. Figura 1. Esquema experimental de determinación del tiempo de reacción. b) Efectos de la aceleración de la gravedad sobre los movimientos corporales Debido a la aceleración de la gravedad, el movimiento de las extremidades se asemeja en una primera aproximación, al movimiento de un péndulo, aunque el movimiento real es más complejo. Figura 2. Longitud de un paso (para un mismo pie) 5 La ecuación que rige el movimiento pendular esta dado por: √ Siendo T el periodo del péndulo, L la longitud de la cuerda y g la aceleración de la gravedad. Para calcular la rapidez de una persona en una marcha normal, podemos considerar que sus extremidades realizan un movimiento pendular, por lo que, el tiempo en dar un paso será proporcional al período: ⁄ En consecuencia la rapidez media de paseo de la persona será: ⁄ Luego, reemplazando valores: √ ⁄ En donde Vm se expresa en cm/s y L en cm El movimiento general del cuerpo humano durante la locomoción es de traslación, sin embargo, para obtener este resultado final, los segmentos corporales efectúan movimientos de rotación alrededor de ejes que pasan por las articulaciones. Hay que advertir que el movimiento de marcha es más complicado en su mecanismo por la complejidad de palancas, coordinación de la masa, fuerzas de pie sobre el muslo, eficiencia de impulso, discontinuidad en la alineación, etc. Por todo esto debemos mencionar que nuestro procedimiento estará sujeto a importantes causas de incertezas en los resultados. 6 Materiales y Equipo 1 Regla de 50 cm o 100 cm de plástico o madera de escala milimétrica Cronometro de 1/100 de precisión Cinta métrica con escala en centímetros 7 Procedimiento 4.2 Tiempo de reacción frente a un estímulo 1. Un estudiante sostiene una regla en forma vertical como se muestra en la Figura 1. Otro estudiante con el pulgar e índice separados, situado en la región inferior de la regla, tratara de “cogerla” en cuanto vea que es soltada. 2. Anote en la Tabla 1 la distancia que ha recorrido la regla entre los dedos del alumno hasta que es detenida. 3. Repita estos pasos con otros alumnos del grupo y complete la Tabla 1. Tabla 1 Caso 1 2 3 4 5 Alumno Jacqueline Figueroa Vilma Valencia Jeimy Corado Jessica Morán Karla Méndez Distancia d (cm) 19 cm 13 cm 18 cm 12 cm 14 cm Tiempo t (s) 44 s 45 s 85 s 53 s 86 s 4.2 Movimiento de rotación 1. Para cada alumno del grupo, mida la longitud de su extremidad inferior (L), desde el trocánter mayor hasta el talón y completar la tabla 2. 2. Mida la distancia de un paso (d), para esto el alumno deberá caminar 8 pasos normales en línea recta (contar los pasos realizados por una sola extremidad, Ver fig 2 ), luego esta distancia dividirla por 8. Anote su resultado en la Tabla 2. 3. Calcular X, alumno. Alumno Jacqueline Figueroa Vilma Valencia Jeimy Corado Jessica Morán Karla Méndez ⁄ y luego la velocidad media. Llene la tabla 2 para cada L (cm) 92 90 86 86 96 d (cm) 54 49.62 54.37 65 60.12 8 x (cm) 216 198.5 217.5 260 240.5 ⁄ 0.29 0.27 0.31 0.37 0.31 ⁄ 5.56 5.12 5.74 6.86 6.07 4. Otro modo de calcular la rapidez de paseo es relacionando la distancia d y el tiempo t para un paso, Complete la Tabla 3. Alumnos d (cm) t (cm) ⁄ Jacqueline 432 4.72 91.52 Vilma 397 4.63 85.74 Jeimy 397 4.63 85.74 Jessica 435 5.82 74.74 Karla 481 5.36 89.73 Cuestionario 1. ¿Cuál cree es la razón por la que se toma en cuenta el paso realizado con una sola extremidad? Se toma en cuenta solamente el número de pasos realizados por una sola extremidad por la simplificación del análisis, de esta forma el movimiento se va a asemejar al de un péndulo. Como sabemos, la oscilación de un péndulo varia según sea su longitud, su masa y su naturaleza. En otras palabras, un péndulo cualquiera entre menor sea su longitud menor tiempo de oscilación, y a mayor longitud mayor tiempo de oscilación, igual como sucede con su masa. De esta forma, podremos hacer una comparación más exacta entre el paso generado entre cada persona y su similitud con el comportamiento de un péndulo. 2. ¿Cuáles podrían ser las razones de que la velocidad media de un paso en la Tabla 2 difiera de los resultados de la Tabla 3? La razón es que en la tabla 2 se toma como distancia al promedio de varios pasos, en este caso 8 pasos, mientras que en la tabla 3 se va a tomar únicamente un paso como referencia y este va a variar, es decir, es menos exacta. Además intervinieron factores que se despreciaron, por ejemplo el impulso de la persona por cada paso no es el mismo, siempre varia de menor a mayor. 3. ¿Cómo cree usted que variaría los resultados si el número de pasos realizados sería de 10, 12 o más? ¿Por qué? Cuando la cantidad de pasos es mayor, los resultados van a ser más exactos, además que la incertidumbre se hace cada vez más pequeña, por lo tanto los valores serán más cercanos. También ayuda a que los factores, que no se mantuvieron constantes contribuyan o prvoquen, tener un porcentaje mayor de error. 9 4. ¿Por qué cree usted que no sería recomendable, para obtener mejores resultados, realizar un solo paso? No es recomendable ya que, muchas de las mediciones que realizamos no son del todo exactas, por lo cual se requiere obtener varias lecturas de un mismo evento, de forma que al reunirlas, sumarlas y dividirlas entre el número de mediciones realizadas, obtengamos el promedio de medición y este sea un valor más exacto. Observaciones Si nos detenemos a hacer un análisis exhaustivo sobre las diferentes variables que se ponen de manifiesto con el sólo hecho de caminar, podemos darnos cuenta que esta actividad no es sencilla de de estudiar matemáticamente; si nos damos cuenta, la forma en la cual empleamos nosotros el movimiento de traslación humana asemejándole con el movimiento perpendicular, nos facilito su estudio, en contraposición a utilizar métodos más complicados que vuelven la observación más tediosa. Entrando en materia, según los datos obtenidos en la tabla Nº2 y Nº3, nos damos cuenta que si existe una magna semejanza entre la oscilación de un péndulo y el movimiento de la extremidad de un cuerpo, puesto que, las alumnos cuya longitud de perna era menor, recorrieron una menor distancia que las que tenían una longitud de pierna mayor, así como el tiempo empleado fue en proporciones desiguales, dado que si existe una amplitud mucho mayor en las extremidades de una persona, los pasos realizadas por estas serán mucho mayor, en otras palabras, recorrerán mayor distancia que una extremidad más pequeña. Además, no podemos dejar de mencionar la facilidad con la cual pudimos detectar la capacidad de reacción de un individuo, sin recurrir a largas horas de observaciones. Simplemente con la ayuda de algunos instrumentos de medida y la fórmula general de aceleración, pudimos hacer una excelente fusión de datos que nos arrojo un dato aproximado. Sin embargo, cada uno de los datos que fueron obtenidos no son del tod fidedignos, ya que no debemos pasar pr alto los conceptos de precisión y exactitud que juegan un papel de suma importancia dentro de nuestro experimento, pues no basta con los pocos datos que hemos recolectado, se tendría que ampliar el rango de mediciones si buscamos obtener un valor más exacto. 10 Bibliografía David Jou. Física para las ciencias de la vida. Ed. Schaum, p. 67, 68. Colombia 1970. Resnick R. Holliday F. Fisica. Ed. Alhambra, p. 80, 81. México 1985 Biomechanics and human locomotion: http://www.tid.es/documentos/boletin/numero17_2.pdf Movimientos Corporales, Scribd. http://www.scrib.es/movimientos.corporales-pdf 11