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Maximización de Potencia

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La potencia mecánica es el producto de fuerza y velocidad y representa la tasa de realización de trabajo útil. En deporte, maximizar la potencia de salida es el objetivo principal en disciplinas explosivas (sprint, salto, lanzamiento, levantamiento de pesas). La relación fuerza-velocidad de Hill establece que la potencia muscular máxima se alcanza en torno al 3035 % de la velocidad máxima de acortamiento V_max y al 3035 % de la fuerza isométrica máxima F_0; fuera de esa zona, la potencia cae. Para maximizar la potencia de todo el sistema musculoesquelético se requiere la activación simultánea de la secuencia proximal-distal correcta, el uso del ciclo estiramiento-acortamiento (CEA) para sumar energía elástica, y la coincidencia temporal (timing) del pico de potencia de cada articulación. El entrenamiento con cargas óptimas (load-velocity profiling) identifica la carga que maximiza la potencia individual de cada deportista. La potencia mecánica total es la suma de las potencias articulares de todas las articulaciones activas.

>Modelo

ID:('ky', 463)


Potencia Hill

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$P(v)=F_0v\frac{1-v/V_{max}}{1+v/(kV_{max})}$

$k$
Parámetro de curvatura Hill
$1$
$v$
Velocidad de acortamiento
$m/s$
$V_{max}$
Velocidad máxima de acortamiento
$m/s$
$F_0$
Fuerza isométrica máxima
$N$



>Modelo

ID:('gm', 4092)


Fuerza Hill

Storyboard



$F(v)=F_0\frac{1-v/V_{max}}{1+v/(kV_{max})}$

$k$
Parámetro de curvatura Hill
$1$
$v$
Velocidad de acortamiento
$m/s$
$V_{max}$
Velocidad máxima de acortamiento
$m/s$
$F_0$
Fuerza isométrica máxima
$N$
$F$
Fuerza muscular
$N$



>Modelo

ID:('gm', 4093)


Velocidad óptima

Storyboard



$v_{opt}=V_{max}(\sqrt{k^2+k}-k)$

$k$
Parámetro de curvatura Hill
$1$
$V_{max}$
Velocidad máxima de acortamiento
$m/s$
$v_{opt}$
Velocidad óptima Hill
$m/s$



>Modelo

ID:('gm', 4094)


Potencia articular total

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$P_{total}=\sum_j M_j\omega_j$

$M_j$
Torque articular j
$N·m$
$P_{total}$
Potencia articular total
$W$
$omega_j$
Velocidad angular articular j
$rad/s$



>Modelo

ID:('gm', 4095)


Potencia CEA

Storyboard



$P_{CEA}=P_{muscular}+k_{tend}\Delta x,v_{tend}$

$k_{tend}$
Rigidez tendinosa
$N/m$
$v_{tend}$
Velocidad tendinosa
$m/s$
$Delta x$
Elongación tendinosa
$m$
$P_{CEA}$
Potencia con ciclo estiramiento-acortamiento
$W$
$P_{muscular}$
Potencia muscular
$W$



>Modelo

ID:('gm', 4096)


Perfil carga-velocidad

Storyboard



$v=v_0-\frac{v_0}{F_{0,LV}}F_{ext}$

$v$
Velocidad de acortamiento
$m/s$
$v_0$
Velocidad sin carga perfil LV
$m/s$
$F_{ext}$
Carga externa
$N$
$F_{0,LV}$
Fuerza máxima perfil LV
$N$



>Modelo

ID:('gm', 4097)


Potencia LV

Storyboard



$P_{LV}=F_{ext}v$

$v$
Velocidad de acortamiento
$m/s$
$F_{ext}$
Carga externa
$N$
$P_{LV}$
Potencia carga-velocidad
$W$



>Modelo

ID:('gm', 4098)


Carga óptima LV

Storyboard



$F_{opt}=\frac{F_{0,LV}}{2}$

$F_{opt}$
Carga óptima
$N$
$F_{0,LV}$
Fuerza máxima perfil LV
$N$



>Modelo

ID:('gm', 4099)


Velocidad óptima LV

Storyboard



$v_{opt,LV}=\frac{v_0}{2}$

$v_{opt,LV}$
Velocidad óptima LV
$m/s$
$v_0$
Velocidad sin carga perfil LV
$m/s$



>Modelo

ID:('gm', 4100)


Eficiencia transferencia

Storyboard



$\eta_{transfer}=\frac{P_{distal}}{P_{proximal}}$

$eta_{transfer}$
Eficiencia transferencia
$1$
$P_{distal}$
Potencia distal
$W$
$P_{proximal}$
Potencia proximal
$W$



>Modelo

ID:('gm', 4101)


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
$eta_{transfer}$
eta_transfer
Eficiencia transferencia
1
$k$
k
Parámetro de curvatura Hill
1
$k_{tend}$
k_tend
Rigidez tendinosa
N/m
$v$
v
Velocidad de acortamiento
m/s
$V_{max}$
Vmax
Velocidad máxima de acortamiento
m/s
$v_{opt}$
v_opt
Velocidad óptima Hill
m/s
$v_{opt,LV}$
v_opt_LV
Velocidad óptima LV
m/s
$v_0$
v0
Velocidad sin carga perfil LV
m/s
$v_{tend}$
v_tend
Velocidad tendinosa
m/s
$F_{ext}$
F_ext
Carga externa
N
$F_{opt}$
F_opt
Carga óptima
N
$F_0$
F0
Fuerza isométrica máxima
N
$F_{0,LV}$
F0_LV
Fuerza máxima perfil LV
N
$F$
F
Fuerza muscular
N
$M_j$
M_j
Torque articular j
N·m
$Delta x$
Delta_x
Elongación tendinosa
m
$P_{total}$
P_total
Potencia articular total
W
$P_{LV}$
P_LV
Potencia carga-velocidad
W
$P_{CEA}$
P_CEA
Potencia con ciclo estiramiento-acortamiento
W
$P_{distal}$
P_distal
Potencia distal
W
$P_{muscular}$
P_muscular
Potencia muscular
W
$P_{proximal}$
P_proximal
Potencia proximal
W
$omega_j$
omega_j
Velocidad angular articular j
rad/s

ID:(0, 463)


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