Sistema de Palancas en el Cuerpo Humano
La estructura biomecánica del ser humano está construida como un sistema de palancas. A través del cual el cuerpo logra producir movimiento.
¿Qué es una palanca?
Una palanca es un segmento rígido que posee un punto de apoyo fijo alrededor del cual puede realizar la rotación cuando se aplica sobre ella una fuerza externa o interna. La longitud de la palanca entre el punto de apoyo y el punto de aplicación de la resistencia se llama brazo de resistencia, y la longitud entre el punto de apoyo y el punto de aplicación de la fuerza se llama brazo de fuerza.
- F = Fulcro / punto de apoyo (Centro de rotación)
- R = Resistencia / carga a vencer o equilibrar.
- P = Potencia / fuerza que hay que generar para vencer o equilibrar la resistencia.
- BR = Brazo de resistencia, distancia del Fulcro (eje de rotación) al punto de aplicación de la resistencia.
- BP = Brazo de Potencia, distancia del Fulcro (eje de rotación) al punto de aplicación de la potencia.
Una palanca se encuentra en equilibrio cuando el momento de fuerza total hacia la izquierda es igual al momento de fuerza total hacia la derecha (el momento es el giro o rotación de un cuerpo alrededor de un eje)
¿Qué función cumple?
La función usual de una palanca es obtener una ventaja mecánica de modo que una pequeña fuerza aplicada en un extremo de una palanca a gran distancia del punto de apoyo produzca una fuerza mayor que opere a una distancia más corta del punto de apoyo en el otro, o bien que un movimiento aplicado en un extremo produzca un movimiento mucho más rápido en el otro. Esto se produce gracias a la Ley de Proporcionalidad la cual explica porque una palanca puede estar en equilibrio teniendo en un extremo una bola de 100kg y en el otro una de 5kg
¿Qué tipos de palancas existen?
Existen tres tipos, clasificables según las posiciones relativas de la fuerza y la resistencia con respecto al punto de apoyo.
- Palanca de primer género: El punto de apoyo se halla entre la fuerza y la resistencia. También se la llama palanca de equilibrio. Ejemplos de este tipo de palanca son: las tijeras, las tenazas y los alicates. En el cuerpo humano
- Palanca de segundo género: La resistencia se encuentra entre el punto de apoyo y la fuerza. Ejemplos de este tipo de palanca son la carretilla, y el cascanueces.
- Palanca de tercer género: La fuerza se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia. El tercer tipo es notable porque la fuerza aplicada debe ser mayor que la fuerza que se requeriría para mover el objeto sin la palanca. Este tipo de palancas se utiliza cuando lo que se requiere es amplificar la distancia que el objeto recorre. Ejemplos de este tipo de palancas son las pinzas que se utilizan para depilar y sacar hielos.
¿Dónde se encuentran en el organismo?
Muchos de los músculos y huesos del cuerpo actúan como palancas. Las de tercera clase son las más frecuentes. Principalmente se hallan en las extremidades, y están destinadas a permitir grandes y poderosos movimientos. Las de las piernas son más fuertes que las de los brazos, aunque tienen menos variedad de posiciones para moverse.
El cuerpo a través de las palancas puede ejercer fuerzas mayores que las que se quieren vencer, sin dificultar la realización de movimientos muy rápidos. En estos casos P está representada por la fuerza que ejercen los músculos encargados de producir los movimientos, R es la carga a vencer (a levantar, a mover) y F el punto de apoyo es la articulación alrededor del cual giran los huesos.
Los ejemplos más conocidos en el cuerpo humano, pero no los únicos son:
Primer Género: El sistema formado por los músculos de la nuca, que ejercen la fuerza, el peso de la cabeza que tiende a caer hacia delante y el atlas (primera vértebra cervical), que es el punto de apoyo.
Segundo Género: El sistema formado por los gemelos, que ejercen la fuerza, el tarso, donde se aplican la resistencia y la punta de los pies, que es el punto de apoyo.
Tercer Género: El sistema formado por el tríceps, que ejerce la fuerza, el objeto que empujamos con la mano que es la resistencia y el codo que actúa como punto de apoyo (tercer género).
