BIOMECANICA_APLICADA_A_LA_GIMNASIA

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BIOMECÁNICA
APLICADA A LA 
GIMNASIA
ANÁLISIS BIOMECÁNICO
POSICIONES ESTÁTICAS
APLICACIÓN DE FUERZAS
CONCEPTOS ADICIONALES
LEYES DE MOVIMIENTO DE NEWTON
FORMAS DE MOVIMIENTO
ROTACIÓN
BALANCEO
RECEPCIONES
¿Qué es la Biomecánica?
Aplicación de leyes mecánicas a 
estructuras vivas.
Estudio de las fuezas que actúan sobre el 
cuerpo humano o son producidas por él 
(fuerzas externas e internas).
Otras ciencias
(aprendizaje motor, fisiología, psicología)
se aplican al área del ENTRENAMIENTO.
La Biomecánica
se aplica al área de la 
TÉCNICA .
ricardosegura
Resaltado
Usos del conocimiento biomecánico
 Entender las destrezas
 Analizar y enseñar las destrezas
 Identificar las causas de errores
 Corregir errores
 Adaptaciones a cambios en los aparatos/reglas
 Innovar (o evaluar innovaciones)
ricardosegura
Resaltado
4. Results of the Measurements
• Aumenta la velocidad de
aproximación (psicológico)
• Tiempo del primer vuelo más
corto
Perfil más largo
Superficie inclinada
• Ventaja para la aplicación de fuerzas verticales
• Aumento del rozamiento (seguridad y aplicación de
fuerzas)
• Posición de las muñecas más segura y cómoda
Superficie curva
Superficie más ancha • Aplicación de fuerzas más
efectiva
Usos del conocimiento biomecánico
Ejemplo 1: nueva mesa de salto, continuación
NO
Técnica de primer vuelo recientemente introducidaTécnica de primer vuelo estándar
¿Puede la biomecánica ayudarnos a decidir? 
¿Es mejor?
¿Deberíamos adoptarla?
Usos del conocimiento biomecánico
Ejemplo 2: Evaluación de nuevas técnicas
ricardosegura
Resaltado
Un entrenador debe ser capaz de:
1. Identificar parámetros de movimiento y
desviaciones
2. Describir posiciones y fases, acciones
3. Explicar causas, mecanismos, principios
4. Predecir efectos, técnicas, metodologías
5. Recomendar correcciones físicas o técnicas
Análisis biomecánico cualitativo
Acercamiento a un análisis más descriptivo que matemático
NO
¿Confusión entre masa y peso?
Cantidad de materia que 
contiene un objeto.
Es siempre la misma en 
cualquier lugar del universo.
Medida de la inercia de un 
objeto o resistencia a cambiar 
su estado de reposo o 
movimiento.
Masa es una medida de 
cantidad.
La atracción gravitatoria 
entre dos objetos.
Masa mayor = atracción 
gravitatoria mayor (por lo 
tanto puede variar según 
el sitio dónde esté).
Peso es una medida de 
fuerza.
PESOMASA
En la Tierra, 1 kg de masa = 1 kg de peso
Para nuestros propósitos, podemos usar estos términos de 
forma intercambiable.
ricardosegura
Resaltado
Fuerza de gravedad
 Fuerza de atracción entre dos masas 
cualquiera.
 En la Tierra, se experimenta como una 
fuerza que actúa verticalmente hacia abajo 
pasando por el Centro de Masa.
 La fuerza descendente es 
aproximadamente 10m/s2. (9.81m/s2)
 Esta fuerza se mide como peso. 
 La fuerza de 1 peso corporal a menudo se 
indica como 1g. (3 g’s = 3 x peso corporal)
ricardosegura
Resaltado
¿Qué es la 
estabilidad?
La resistencia 
al movimiento 
lineal y angular.
¿Qué es el 
equilibrio?
La habilidad para 
mantener una 
posición estable.
Estabilidad versus Equilibrio
Para nuestros propósitos, podemos usar estos términos 
de forma intercambiable.
ricardosegura
Resaltado
Principio de estabilidad #1
El descenso del CdM hacia la base de 
sustentación, aumenta la estabilidad.
Menos estable Más estable
ricardosegura
Resaltado
ricardosegura
Resaltado
APLICACIÓN 
DE FUERZAS
Definición de fuerza
Una fuerza es toda causa que cambia o tiende 
a cambiar la velocidad o la forma de un objeto.
Fuerza 1
Fuerza 2
RESULTANTE
Fuerza resultante
Si un cierto número de fuerzas actúan simultáneamente, 
sus efectos combinados se pueden representar con una 
única fuerza conocida como fuerza resultante.
RESULTANTE
F1
F2
R
MÉTODO DEL PARALELOGRAMO
• Fuerza de gravedad (peso)
• Fuerza centrípeta
• Fuerza de reacción del suelo
• Fuerza de rozamiento
• Fuerzas de impulso
• Fuerza de rotación (torque)
• Fuerzas internas
• Fuerza de Coriolis
• Fuerzas de cizalla
• Fuerzas de compresión y 
tensión
• Fuerzas de torsión
rough
surface
pushing
force
friction
force
rough
surface
pushing
force
friction
force
Joint
INTERNAL force
EXTERNAL force
Joint
INTERNAL force
Joint
INTERNAL force
EXTERNAL force
weight
normal
reaction R
COM
thrust
weight
normal
reaction R
COM
thrust
mass
COM
mass
COM
Tipos de fuerza
3ra. Ley del Movimiento de Newton
“ley de acción y reacción”
Para toda fuerza de acción hay 
una fuerza de reacción que es:
– igual en magnitud
– opuesta en dirección
– simultánea
Las fuerzas siempre actúan de a 
pares
Para toda acción hay una reacción igual y 
contraria
weight
reacción
normal R
CdM
impulsión
peso
Mecánica de la repulsión
 Para generar una “fuerza de reacción” 
se debe aplicar una “fuerza de acción” 
suficientemente grande como para 
superar la fuerza de gravedad.
 Pueden ser fuerzas internas 
(contracción muscular)
 Pueden ser fuerzas externas 
(retroimpacto del minitrampolín, barra, 
trampolin, etc.).
La aplicación efectiva de la fuerza está 
relacionada con:
Magnitud - fuerza en todos los músculos activos
Punto de aplicación - (rotación)
Dirección - siempre opuesta a la aplicación
Duración - rango de movimiento/flexibilidad
Timing: sincronización del uso de la fuerza - coordinación
Rigidez del cuerpo – tensión y forma corporal
Mecánica de la repulsión - continuación
• Magnitud de la fuerza
– Debe ser suficiente para el resultado deseado 
(óptimo vs. máximo)
– Fuerza y potencia en todos los músculos 
activos
• Dirección de la fuerza
– Debe ser en la dirección deseada
– Recuerde “fuerza de acción  fuerza de 
reacción”
• Duración de la fuerza
– Debe ser lo más larga en tiempo y recorrer la 
mayor distancia posible
– Rango de movimiento/flexibilidad en todas las 
articulaciones activas
Mecánica de la repulsión - continuación
Mecánica de la repulsión - continuación
• Fuerza aplicada a un cuerpo rígido
– De lo contrario, las fuerzas serán absorbidas por el cuerpo
– Tensión y forma del cuerpo
correcto
Rígido
FUERZA
incorrecto
NO
Rígido
FUERZA
Proyectiles
• El Centro de Masa sigue la trayectoria de
una parábola. La forma de la trayectoria
depende de :
– 1) Ángulo de despegue
– 2) Altura de despegue
– 3) Velocidad de despegue
• Por lo tanto, es esencial que los
parámetros durante el despegue sean
correctos.
Aplicación
• Para cualquier velocidad de despegue, el
ángulo de despegue del aparato
determina la forma de la parábola del
vuelo (la trayectoria del CdM).
• Un ángulo de despegue alto
(pronunciado) produce un vuelo alto con
desplazamiento horizontal pequeño.
• Un ángulo de despegue bajo (superficial)
produce un vuelo bajo con
desplazamiento horizontal grande.
Efecto del cambio de altura a la que se suelta
Mecánica de las salidas de paralelas asimétricas y barra fija
• El centro de masa de un cuerpo rígido continua tangente al arco
del balanceo (90º con respecto al radio) .
• Esta es una consideración muy importante, pero los gimnastas
pueden aplicar fuerzas justo antes de soltar para modificar algo este 
efecto. Además, la elasticidad de la barra puede modificar el efecto. 
Soltar por debajo de 
la horizontal
vertical baja
horizontal grande
Soltar justo por debajo 
de la horizontal
vertical alta
horizontal pequeña
Soltar en la 
horizontal
vertical máxima
No horizontal
KovacsGiengerSalidasPosible lesión
Soltar por arriba de 
la horizontal
Trayectoria de vuelo 
sobre la barra
5.00
25 m0 m Desplazamiento
Velocidad
Velocidad = Distancia  Tiempo
 Es una medida de cuán lejos se ha movido un cuerpo en un 
período específico de tiempo o de cuán rápido se está 
moviendo. 
Comúnmente se mide en metros por segundo (m/s)
Aceleración
 La aceleración es la medida de cuánto cambia la 
velocidad de un cuerpo en el tiempo.
 Un incremento de la velocidad se denomina Aceleración y 
una disminución, Aceleración negativa (o desaceleración).
 Un cambio enla dirección es una aceleración.
 Se mide en metros por segundo al cuadrado(m/s2).
24 m
7 m/s
7.00
0 m
0 m/s
0.00 4.00 6.00
8 m
3 m/s
16 m
5 m/s
v=2m/s v=4m/s v=8m/s
Aceleración promedio = (7 – 0)  7 s = 1 m/s2
2da. Ley del Movimiento de Newton 
“aceleración”
El cambio de la cantidad de movimiento de un cuerpo es 
directamente proporcional a la fuerza aplicada y ocurre en 
la misma dirección de la fuerza. 
Fuerza grande
F = m x a
Fuerza pequeñaNo hay 
fuerza
Fuerza vertical = gravedad que provoca aceleración hacia abajo.
Fuerza horizontal = 0 --- no hay aceleración horizontal.
Consecuencia de la 2da. Ley de Newton
En el aire la única fuerza que actúa es la fuerza de gravedad.
W
PRIMERA LEY (inercia)
Un cuerpo se mantendrá en reposo o continuará en 
estado de movimiento rectilíneo uniforme a menos que 
actúe sobre él una fuerza externa.
SEGUNDA LEY (aceleración)
El cambio de la cantidad de movimiento de un cuerpo 
es directamente proporcional a la fuerza aplicada y 
ocurre en la misma dirección de la fuerza.
TERCERA LEY (acción – reacción)
Para cada fuerza de acción hay una fuerza de reacción 
de igual magnitud pero en dirección contraria.
3 Leyes del Movimiento de Newton
1. Cantidad de movimiento angular
2. Momento de inercia y Velocidad angular
3. Conservación de la cantidad de
movimiento angular
4. Generación de la cantidad de movimiento
angular
Rotaciones
MOMENTO DE INERCIA
•Es la medida de la distribución de la masa alrededor del eje de
rotación. 
•Si la masa está lejos del eje, el momento de inercia es grande.
•Si la masa está cerca del eje, el momento de inercia es
pequeño.
VELOCIDAD ANGULAR
•Es la velocidad de rotación alrededor del eje de rotación
CANTIDAD DE MOVIMIENTO ANGULAR
•Es la cantidad total de rotación alrededor del eje de rotación
Principales conceptos para la rotación
Momento de Inercia
• Con el cuerpo extendido (fig. 4 y 5), la distribución de la masa está mas
alejada del eje transversal.
– Por lo tanto el momento de inercia es grande relativo al eje de rotación.
• Con el cuerpo flexionado (fig. 6 y 7), la masa se ha acercado al eje
transversal.
– Por lo tanto el momento de inercia es pequeño relativo al eje de rotación
– Hay menos resistencia al movimiento de giro.
MI 
MI 
Generación de Cantidad de Movimiento 
Angular
Pies rápido adelante para 
una fuerza de reacción 
grande. Cuerpo elevado 
entonces la fuerza actúa 
lejos del eje
Los brazos arriba 
crean fuerza de 
reacción hacia 
arriba. También 
el empuje hacia 
abajo del salto y 
extensión de 
piernas
Agrupado cerrado para 
momento de inercia 
pequeño y velocidad 
angular grande
Cuerpo extendido 
para momento de 
inercia máximo
Cuerpo extendido para 
momento de inercia 
grande y velocidad 
angular pequeña
Aplicación de fuerzas 
durante el máximo 
tiempo
Ejemplo de mortal adelante
La fase de despegue es crítica. La 
mayoría de los errores ocurren aquí!
La trayectoria del Centro de Masa en vuelo está determinada:
Nada que el gimnasta haga en el aire puede cambiar la 
trayectoria del Centro de Masa.
La cantidad de movimiento angular total del cuerpo en vuelo 
está determinada:
Nada que el gimnasta haga en el aire puede cambiar la
Cantidad de Movimiento Angular del cuerpo.
1. Mecánica del balanceo
Balanceo
Rotación alrededor de un eje externo.
Mecánica de Rotación 
(balanceo)
• El/la gimnasta debe maximizar (optimizar) la
cantidad de movimiento angular en el punto
más bajo del balaceo.
• En la fase descendente, la gravedad
proporciona la fuerza de giro (torque)
– La gravedad debe actuar el mayor tiempo posible
– La gravedad debe actuar lo más lejos del eje (barra)
posible
– El gimnasta debe minimizar las fuerzas de rozamiento
• En la fase ascendente, la velocidad angular
se incrementa acercando el centro de masa
al eje de rotación (barra)
Mecánica de Rotación (balanceo)
Fase descendente
maximizar el torque para 
aumentar la cantidad de 
movimiento angular
x1
x2
Eje de 
rotación
brazo del 
momento
A
B
Fase ascendente
reducir el torque negativo 
para aumentar la velocidad 
angular
ACEPTABLE INACEPTABLE
Biomecánica del balanceo – ejemplo: 
gigante (lo mismo para P. Asim, Barra fija, Paralelas)
*
*
*
Máx extensión = 
acción de la 
gravedad por 
tiempo y distancia 
más largos para 
máx MA
Acercar el CdM a la 
barra para aumentar 
la velocidad angular 
y vencer el 
rozamiento
La barra actúa 
como resorte y 
devuelve energía 
elástica
**La “patada” ayuda al timing y pone carga sobre la 
barra. Variantes de la técnica con propósitos especiales.
Comparación entre conceptos: Lineal y 
Angular
• Distancia
• Masa
• Velocidad
• Cantidad de 
movimiento
• Fuerza
• Aceleración
• Ángulo (por el cual se mueve)
• Momento de Inercia
• Velocidad angular
• Cantidad de movimiento 
Angular
• Torque
• Aceleración angular
1. Absorber energía. (En el Nivel 2 se discuten los conceptos 
de energía.)
2. Reducir la cantidad de movimiento lineal 
y/o angular a cero.
3. Preparación para la recepción.
Recepciones
Básicamente, lo contrario al despegue. En lugar de 
generar fuerzas para ganar cantidad de movimiento 
lineal y angular, durante las recepciones las fuerzas 
deben reducir la cantidad de movimiento a cero.
Recepciones e impacto
Tiempo de impacto 
corto = gran fuerza
Tiempo de impacto más 
largo = fuerza reducida 
La cantidad de movimiento debe reducirse en el tiempo 
más largo posible.
La energía debe absorberse en el área más grande
o la superficie del cuerpo lo más grande posible.
Recepciones – cont.
La energía puede ser absorbida por superficies de 
recepción blandas.
Cambiar la 
cantidad de movimiento 
requiere la aplicación 
de fuerzas
• La mayoría de las recepciones en gimnasia 
provienen de un elemento con rotación alrededor 
de uno o dos ejes.
• El/la gimnasta debe ser capaz de completar el giro 
o el mortal y extender el cuerpo antes de hacer la 
recepción.
• Una extensión de la posición del cuerpo antes de 
la recepción reduce la velocidad angular y 
proporciona tiempo para la aplicación de fuerzas 
que reducen la cantidad de movimiento angular a 
cero. Esto también disminuye las deducciones.
Cantidad de movimiento angular y 
Recepciones
La aplicación efectiva de las fuerzas 
para la recepción está relacionada con 
:
• Magnitud - fuerza en todos los músculos activos
• Punto de aplicación - (rotación)
• Dirección - siempre opuesta a la aplicación
• Duración - rango de movimiento/flexibilidad
• Timing (sincronización del uso de la fuerza) - coordinación
• Rigidez del cuerpo
Mecánica de las Recepciones – cont.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN