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Tendones y elasticidad - almacenamiento de energía

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Los tendones son el sistema de almacenamiento de energía elástica del aparato locomotor del ave. A diferencia de los músculos (que convierten energía química en mecánica), los tendones son elementos pasivos que almacenan energía potencial elástica cuando son deformados (elongados por la carga muscular o aerodinámica) y la devuelven cuando se relajan. Esta capacidad de almacenamiento y restitución de energía reduce significativamente el coste metabólico del vuelo: parte de la energía del batido hacia abajo se almacena en tendones y ligamentos y se recupera en el batido hacia arriba.

Además de los tendones de los músculos de vuelo, la furcula (E3) actúa como un resorte óseo acoplado al sistema tendíneo. El conjunto tendón-furcula forma un sistema de almacenamiento de energía que amortigua los picos de fuerza del pectoral y los distribuye temporalmente a lo largo del ciclo de batido, reduciendo el pico de potencia que el músculo debe generar y mejorando la eficiencia del vuelo.



Principio físico central: U_elastica = ½ × k_tendon × x² [J]: la energía almacenada en un tendón es proporcional al cuadrado de la deformación. La eficiencia de restitución ( = E_devuelta / E_almacenada) del colágeno del tendón es del 93-97%: casi toda la energía almacenada se recupera en la fase de liberación. Esto es fundamentalmente distinto de la disipación viscosa: el tendón no calienta, devuelve.

>Modelo

ID:('ky', 286)


Tendones y elasticidad - almacenamiento de energía

Descripción

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

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
$epsilon_{rest}$
epsilon_rest
Eficiencia de restitución
1
$F_{ahorro}$
Fraccion_ahorro
Fracción del coste ahorrada
1
$damping$
damping
Pérdida viscosa relativa
1
$R$
R
Razón de resonancia
1
$f_{batido}$
f_batido
Frecuencia de batido
Hz
$f_{natural}$
f_natural
Frecuencia natural ala–tendón
Hz
$m_{ala,efectiva}$
m_ala_efectiva
Masa efectiva del ala
kg
$k_{furcula}$
k_furcula
Rigidez de furcula
N/m
$k_{tendon}$
k_tendon
Rigidez del tendón
N/m
$k_{efectivo}$
k_efectivo
Rigidez efectiva
N/m
$k_{resonancia}$
k_resonancia
Rigidez requerida para resonancia
N/m
$U_{furcula}$
U_furcula
Energía almacenada en furcula
J
$U_{tendon}$
U_tendon
Energía almacenada en tendón
J
$E_{recuperada}$
E_recuperada
Energía devuelta al sistema
J
$U_{total}$
U_total
Energía elástica total
J
$E_{loss}$
E_loss
Energía perdida
J
$delta_{furcula}$
delta_furcula
Compresión de furcula
m
$x$
x
Elongación del tendón
m
$P_{musc}$
P_musc
Potencia muscular media
W
$T_{batido}$
T_batido
Periodo de batido
s

ID:(0, 286)


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