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Dinamometría de Agarre y Aterrizaje

Storyboard

D6 describe la instrumentación de la percha o del sustrato de aterrizaje con sensores de fuerza para medir la dinámica del contacto ave-superficie. Este método da acceso experimental a E16 el módulo más difícil de observar en vuelo libre y permite diagnosticar directamente el estado del tendón flexor digital (A5) y el riesgo de daño por colisión (A9). Un dinamómetro de agarre mide F_garra como indicador rápido de condición neuromuscular; una plataforma de fuerza bajo la percha registra la curva F(t) completa del aterrizaje, de la que se extraen el impulso total J, la fuerza pico F_pico y el tiempo de contacto t. El factor de amortiguación _pata, obtenido ajustando F(t) a un modelo de oscilador amortiguado, es un indicador funcional integrado del sistema ala-tendón-articulación: valores bajos de indican rigidez excesiva por daño tendinoso o pérdida de control neuromuscular.

>Modelo

ID:('ky', 1486)


Fuerza de agarre

Storyboard



$F_{\mathrm{garra}}=F_{\mathrm{garra0}}(1-0.65\delta_{\mathrm{tendon}})$

$delta_{mathrm{tendon}}$
Daño tendinoso relativo
$-$
$F_{mathrm{garra0}}$
Fuerza de agarre base
$N$
$F_{mathrm{garra}}$
Fuerza de agarre medida
$N$



>Modelo

ID:('gm', 13207)


Impulso de aterrizaje

Storyboard



$J=\int_0^{\Delta t_{\mathrm{contacto}}}F(t),dt$

$J$
Impulso de aterrizaje
$N·s$
$F(t)$
Fuerza de contacto temporal
$N$
$t$
Tiempo
$s$
$Delta t_{mathrm{contacto}}$
Tiempo de contacto
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13208)


Impulso aproximado

Storyboard



$J=mV_{\mathrm{aterrizaje}}(1+e)$

$e$
Coeficiente de restitución
$-$
$m$
Masa corporal
$kg$
$V_{mathrm{aterrizaje}}$
Velocidad vertical de aterrizaje
$m/s$
$J$
Impulso de aterrizaje
$N·s$



>Modelo

ID:('gm', 13209)


Fuerza media

Storyboard



$F_{\mathrm{media}}=\frac{J}{\Delta t_{\mathrm{contacto}}}+mg$

$m$
Masa corporal
$kg$
$J$
Impulso de aterrizaje
$N·s$
$F_{mathrm{media}}$
Fuerza media de impacto
$N$
$g$
Gravedad
$m/s²$
$Delta t_{mathrm{contacto}}$
Tiempo de contacto
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13210)


Fuerza pico

Storyboard



$F_{\mathrm{pico}}=\max(F(t))$

$F(t)$
Fuerza de contacto temporal
$N$
$F_{mathrm{pico}}$
Fuerza máxima registrada
$N$



>Modelo

ID:('gm', 13211)


Fuerza oscilatoria amortiguada

Storyboard



$F(t)=mg+(F_{\mathrm{pico}}-mg)(1-e^{-t/\tau_r})e^{-\zeta_{\mathrm{pata}}t/\Delta t_{\mathrm{contacto}}}$

$zeta_{mathrm{pata}}$
Amortiguación funcional de la pata
$-$
$m$
Masa corporal
$kg$
$F(t)$
Fuerza de contacto temporal
$N$
$F_{mathrm{pico}}$
Fuerza máxima registrada
$N$
$g$
Gravedad
$m/s²$
$t$
Tiempo
$s$
$Delta t_{mathrm{contacto}}$
Tiempo de contacto
$s$
$ au_r$
Tiempo de subida de fuerza
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13212)


Factor de amortiguación

Storyboard



$\zeta_{\mathrm{est}}=\frac{\lambda}{\sqrt{\pi^2+\lambda^2}}$

$zeta_{mathrm{est}}$
Amortiguación estimada
$-$
$lambda$
Decremento logarítmico
$-$



>Modelo

ID:('gm', 13213)


Decremento logarítmico

Storyboard



$\lambda=\ln(F_{\mathrm{pico}}/F_{\mathrm{ini}})$

$lambda$
Decremento logarítmico
$-$
$F_{mathrm{ini}}$
Fuerza inicial de referencia
$N$
$F_{mathrm{pico}}$
Fuerza máxima registrada
$N$



>Modelo

ID:('gm', 13214)


Coeficiente de restitución

Storyboard



$e=\sqrt{\frac{V_{\mathrm{rebote}}^2}{V_{\mathrm{aterrizaje}}^2}}$

$e$
Coeficiente de restitución
$-$
$V_{mathrm{rebote}}$
Velocidad de rebote
$m/s$
$V_{mathrm{aterrizaje}}$
Velocidad vertical de aterrizaje
$m/s$



>Modelo

ID:('gm', 13215)


Compresión equivalente

Storyboard



$x_{\mathrm{comp}}=\frac{F_{\mathrm{pico}}}{k_{\mathrm{pata}}}$

$k_{mathrm{pata}}$
Rigidez efectiva pata-percha
$N/m$
$F_{mathrm{pico}}$
Fuerza máxima registrada
$N$
$x_{mathrm{comp}}$
Compresión vertical equivalente
$m$



>Modelo

ID:('gm', 13216)


Umbral seguro

Storyboard



$F_{\mathrm{segura}}=s_{\mathrm{safe}}mg(1-0.55\delta_{\mathrm{tendon}})$

$delta_{mathrm{tendon}}$
Daño tendinoso relativo
$-$
$s_{mathrm{safe}}$
Factor seguro respecto al peso
$-$
$m$
Masa corporal
$kg$
$F_{mathrm{segura}}$
Umbral seguro de fuerza
$N$
$g$
Gravedad
$m/s²$



>Modelo

ID:('gm', 13217)


Riesgo mecánico

Storyboard



$R=\frac{1}{1+e^{-4.6(F_{\mathrm{pico}}/F_{\mathrm{segura}}-1)}}$

$R$
Riesgo mecánico relativo
$-$
$F_{mathrm{pico}}$
Fuerza máxima registrada
$N$
$F_{mathrm{segura}}$
Umbral seguro de fuerza
$N$



>Modelo

ID:('gm', 13218)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


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
$zeta_{mathrm{est}}$
zeta_est
Amortiguación estimada
-
$zeta_{mathrm{pata}}$
zeta_pata
Amortiguación funcional de la pata
-
$e$
e
Coeficiente de restitución
-
$delta_{mathrm{tendon}}$
delta_tendon
Daño tendinoso relativo
-
$lambda$
lambda
Decremento logarítmico
-
$s_{mathrm{safe}}$
safeFactor
Factor seguro respecto al peso
-
$R$
Riesgo
Riesgo mecánico relativo
-
$m$
m
Masa corporal
kg
$k_{mathrm{pata}}$
k_pata
Rigidez efectiva pata-percha
N/m
$V_{mathrm{rebote}}$
V_rebote
Velocidad de rebote
m/s
$V_{mathrm{aterrizaje}}$
V_aterrizaje
Velocidad vertical de aterrizaje
m/s
$J$
J
Impulso de aterrizaje
N·s
$F_{mathrm{garra0}}$
F_garra0
Fuerza de agarre base
N
$F_{mathrm{garra}}$
F_garra
Fuerza de agarre medida
N
$F(t)$
F_t
Fuerza de contacto temporal
N
$F_{mathrm{ini}}$
F_ini
Fuerza inicial de referencia
N
$F_{mathrm{pico}}$
F_pico
Fuerza máxima registrada
N
$F_{mathrm{media}}$
F_media
Fuerza media de impacto
N
$F_{mathrm{segura}}$
F_segura
Umbral seguro de fuerza
N
$x_{mathrm{comp}}$
x_comp
Compresión vertical equivalente
m
$g$
g
Gravedad
m/s²
$t$
t
Tiempo
s
$Delta t_{mathrm{contacto}}$
Delta_t_contacto
Tiempo de contacto
s
$ au_r$
tau_r
Tiempo de subida de fuerza
s

ID:(0, 1486)


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