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Correr

Storyboard

Correr incluye una fase aérea donde ningún pie contacta el suelo. El CM sigue una trayectoria de muelle-masa (Spring-Mass Model, SMM): la pierna actúa como un muelle lineal que acumula y libera energía elástica durante el contacto. La rigidez de la pierna k_pierna (= F_max/l_max) determina el tiempo de contacto y la oscilación vertical del CM. A ~3 m/s, la recuperación elástica aporta ~50 % de la energía por zancada (principalmente en tendones de Aquiles y fémur). La frecuencia de zancada óptima minimiza el costo metabólico. La GRF vertical tiene un único pico (~23 veces el peso corporal) en el apoyo medio. El costo de carrera depende del trabajo para redirigir el CM en cada cambio de apoyo (trabajo de colisión) y del trabajo para recuperar la energía disipada. La velocidad máxima aeróbica (vVOmax) es el parámetro de rendimiento global que integra VOmax, umbral de lactato y economía de carrera.

>Modelo

ID:('ky', 454)


Movimiento vertical SMM

Storyboard



$M\ddot y_{CM}=k_{leg}(L_0-L_{leg})-Mg$

$M$
Masa corporal
$kg$
$k_{leg}$
Rigidez de pierna
$N/m$
$y_{CM}$
Altura centro de masa
$m$
$L_{leg}$
Longitud instantánea pierna
$m$
$L_0$
Longitud no comprimida pierna
$m$
$g$
Gravedad
$m/s²$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4010)


Rigidez pierna

Storyboard



$k_{leg}=\frac{F_{max}}{\Delta l_{leg}}$

$k_{leg}$
Rigidez de pierna
$N/m$
$F_{max}$
Fuerza máxima vertical
$N$
$Delta l_{leg}$
Compresión de pierna
$m$



>Modelo

ID:('gm', 4011)


Rigidez vertical

Storyboard



$k_{vert}=\frac{F_{max}}{\Delta y_{CM}}$

$k_{vert}$
Rigidez vertical
$N/m$
$F_{max}$
Fuerza máxima vertical
$N$
$Delta y_{CM}$
Oscilación vertical CM
$m$



>Modelo

ID:('gm', 4012)


Ciclo de zancada

Storyboard



$t_c+t_v=t_{zancada}=\frac{1}{f_{zancada}}$

$f_{zancada}$
Frecuencia de zancada
$Hz$
$t_c$
Tiempo de contacto
$s$
$t_v$
Tiempo de vuelo
$s$
$t_{zancada}$
Tiempo de zancada
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4013)


Oscilación CM

Storyboard



$\Delta y_{CM}=\frac{F_{max}}{2k_{vert}}-\frac{gt_c^2}{8}$

$k_{vert}$
Rigidez vertical
$N/m$
$F_{max}$
Fuerza máxima vertical
$N$
$Delta y_{CM}$
Oscilación vertical CM
$m$
$g$
Gravedad
$m/s²$
$t_c$
Tiempo de contacto
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4014)


Velocidad carrera

Storyboard



$v_{CM}=L_{zancada}f_{zancada}$

$f_{zancada}$
Frecuencia de zancada
$Hz$
$v_{CM}$
Velocidad del centro de masa
$m/s$
$L_{zancada}$
Longitud de zancada
$m$



>Modelo

ID:('gm', 4015)


Economía carrera

Storyboard



$RE=\frac{VO_2}{v_{CM}}$

$v_{CM}$
Velocidad del centro de masa
$m/s$
$RE$
Economía de carrera
$mL/kg·km$
$VO_2$
Consumo de oxígeno
$mL/kg·min$



>Modelo

ID:('gm', 4016)


Energía elástica

Storyboard



$E_{elast}=\frac12 k_{leg}\Delta l_{leg}^2$

$k_{leg}$
Rigidez de pierna
$N/m$
$E_{elast}$
Energía elástica
$J$
$Delta l_{leg}$
Compresión de pierna
$m$



>Modelo

ID:('gm', 4017)


Potencia colisión

Storyboard



$P_{col}=\frac12 Mv_{CM}g\frac{t_v}{t_{zancada}}$

$M$
Masa corporal
$kg$
$v_{CM}$
Velocidad del centro de masa
$m/s$
$g$
Gravedad
$m/s²$
$P_{col}$
Potencia de colisión
$W$
$t_v$
Tiempo de vuelo
$s$
$t_{zancada}$
Tiempo de zancada
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4018)


Número de Froude

Storyboard



$Fr=\frac{v_{CM}^2}{gL_0}$

$Fr$
Número de Froude
$1$
$v_{CM}$
Velocidad del centro de masa
$m/s$
$L_0$
Longitud no comprimida pierna
$m$
$g$
Gravedad
$m/s²$



>Modelo

ID:('gm', 4019)


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
$Fr$
Fr
Número de Froude
1
$f_{zancada}$
f_zancada
Frecuencia de zancada
Hz
$M$
M
Masa corporal
kg
$k_{leg}$
k_leg
Rigidez de pierna
N/m
$k_{vert}$
k_vert
Rigidez vertical
N/m
$v_{CM}$
v_CM
Velocidad del centro de masa
m/s
$F_{max}$
F_max
Fuerza máxima vertical
N
$E_{elast}$
E_elast
Energía elástica
J
$y_{CM}$
y_CM
Altura centro de masa
m
$Delta l_{leg}$
Delta_l_leg
Compresión de pierna
m
$L_{zancada}$
L_zancada
Longitud de zancada
m
$L_{leg}$
L_leg
Longitud instantánea pierna
m
$L_0$
L0
Longitud no comprimida pierna
m
$Delta y_{CM}$
Delta_y_CM
Oscilación vertical CM
m
$g$
g
Gravedad
m/s²
$RE$
RE
Economía de carrera
mL/kg·km
$P_{col}$
P_col
Potencia de colisión
W
$VO_2$
VO2
Consumo de oxígeno
mL/kg·min
$t$
t
Tiempo
s
$t_c$
t_c
Tiempo de contacto
s
$t_v$
t_v
Tiempo de vuelo
s
$t_{zancada}$
t_zancada
Tiempo de zancada
s

ID:(0, 454)


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