GUIA DE FISICA APLICADA

EXPERIMENTO 3

MOVIMIENTOS CORPORALES

1. OBJETIVOS

- Utilizar las ecuaciones del movimiento de caída libre para determinar el tiempo

de reacción que experimenta una persona ante un estímulo externo.

- Aplicar los conceptos básicos de la cinemática y del movimiento pendular, para

encontrar experimentalmente, en una primera aproximación, el movimiento de

las extremidades inferiores de una persona.

.

2. MATERIALES Y EQUIPOS

01 Regla de 50 cm o 100 cm de plástico o madera de escala milimetrada.

01 Cronómetro de 1/100 de precisión.

01 Cinta métrica con escala en centímetros.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO

3.1 Aspectos fisiológicos

La función principal del sistema nervioso es procesar toda la información que

recibe de forma que se produzcan las respuestas motoras adecuadas, esto es, que

el sistema nervioso controla actividades corporales como: contracciones

musculares, cambios viscerales, etc. Recibe millones de datos de información

procedentes de los órganos sensoriales y los entrega a diferentes órganos para

determinar una respuesta corporal. La mayor parte de las actividades del sistema

nervioso se inician por una experiencia sensorial procedente de receptores

sensoriales, sean estos receptores visuales, auditivos, táctiles de la superficie de

un cuerpo u otros cuerpos. Esta experiencia sensorial puede dar lugar a una

inmediata reacción o puede almacenarse en el cerebro durante minutos, semanas

o años.

3.2 Aspectos físicos

a) Tiempo de reacción ante un estímulo externo

Sabemos que los impulsos nerviosos tardan, en persona normal, aproximadamente 1/5

de segundo para ir del ojo al cerebro y de este a los dedos.

Para determinar el tiempo de reacción ante un estímulo externo, tomamos en cuenta

para el presente experimento las expresiones de caída libre.

La Figura 3 muestra la caída de un cuerpo desde una posición A. La distancia que

recorre hasta llegar a la posición B está dada por la ecuación:

2

2

d V t 1 gt A   (3.1)

Cuando el cuerpo es soltado desde el reposo (VA = 0), la ecuación toma la forma:

2

2 1

d  gt (3.2)

UNMSM-FCF Manual de Física Aplicada y Física General Laboratorio de FACVS

28

luego al despejar t, se obtiene:

g

t  2d (3.3)

Tiempo t compatible con el tiempo de reacción de una persona ante un estímulo externo,

tiempo que tardan los impulsos nerviosos para ir del ojo al cerebro y de este a los dedos.

Figura 3.1 Esquema experimental de determinación del tiempo de reacción.

b) Efectos de la aceleración de la gravedad sobre los movimientos corporales

Debido a la aceleración de la gravedad, el movimiento de las extremidades se asemeja

en una primera aproximación, al movimiento de un péndulo, aunque el movimiento real es

más complejo.

Figura 3.2 Longitud de un paso (para un mismo pie) Figura 3.3 Movimiento aproximado a M. pendular

La ecuación que rige el movimiento pendular está dada por:

g

T  2 L (3.4)

Siendo T el periodo del péndulo, L la longitud de la cuerda y g la aceleración de la gravedad.

Para calcular la rapidez de una persona en una marcha normal, podemos considerar que

sus extremidades realizan un movimiento pendular, por lo que el tiempo en dar un paso será

proporcional al período

2

t  T (3.5)

d  2x  2Lsen( / 2) (3.6)

En consecuencia la rapidez media de paseo de la persona será:

2

T

d

m V  (3.7)

Luego, reemplazando valores:

20 ( 2)

...