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Generación de Fuerza - Músculo

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El músculo esquelético es el actuador primario del movimiento deportivo. Genera fuerza mediante la interacción actina-miosina dentro de las sarcómeras, regulada por señales nerviosas que liberan calcio. La fuerza máxima isométrica F_0 es proporcional al área de sección transversal fisiológica (ACTP) del músculo, con una tensión específica de 2030 N/cm². La relación fuerza-velocidad de Hill describe la caída de la fuerza con la velocidad de acortamiento: a mayor velocidad de contracción concéntrica, menor fuerza disponible. En contracción excéntrica (músculo se alarga mientras genera fuerza) la fuerza puede superar F_0 hasta un 2040 %. La relación fuerza-longitud muestra que la fuerza máxima se produce a la longitud óptima de sarcómera (~2.2 µm); fuera de ese rango la superposición actina-miosina se reduce. La potencia mecánica muscular es el producto de fuerza y velocidad, con máximo alrededor de 1/3 de la velocidad máxima de acortamiento V_max. El modelo de Hill con componente elástica en serie (SEC) explica la energía almacenada y liberada en el ciclo estiramiento-acortamiento (CEA), crítico en correr y saltar.

>Modelo

ID:('ky', 445)


Generación de Fuerza - Músculo

Descripción

Cálculos


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Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$a$
a
Activación muscular
1
$k_H$
k_H
Constante de Hill
1
$u$
u
Excitación neural
1
$alpha_{exc}$
alpha_exc
Ganancia excéntrica
1
$sigma_m$
sigma_m
Tensión específica muscular
N/m²
$k_{SEC}$
k_SEC
Rigidez componente elástica serie
N/m
$\beta_{exc}$
beta_exc
Escala velocidad excéntrica
m/s
$V_{max}$
V_max
Velocidad máxima de acortamiento
m/s
$v$
v
Velocidad muscular
m/s
$F_{contract}$
F_contract
Fuerza contráctil
N
$F_{SEC}$
F_SEC
Fuerza elástica serie
N
$F_0$
F0
Fuerza isométrica máxima
N
$F$
F
Fuerza total
N
$RFD$
RFD
Tasa de desarrollo de fuerza
N/s
$E_{elast}$
E_elast
Energía elástica
J
$Delta x$
Delta_x
Elongación SEC
m
$L$
L
Longitud muscular
m
$L_{opt}$
L_opt
Longitud óptima
m
$w$
w
Semiancho relación fuerza-longitud
m
$A_{pcsa}$
A_pcsa
Área transversal fisiológica
$P$
P
Potencia mecánica
W
$ au_a$
tau_a
Constante temporal de activación
s
$t$
t
Tiempo
s

ID:(0, 445)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile