Usuario:

Cambios de Dirección

Storyboard

Los cambios de dirección (COD) implican decelerar el CM en la dirección inicial, redirigirlo y acelerar en la nueva dirección. La fuerza de fricción disponible entre el calzado y la superficie limita la fuerza lateral y por tanto la velocidad de cambio. El cono de fricción define la dirección máxima de la fuerza que puede ejercerse antes de deslizamiento. La energía se disipa parcialmente en la desaceleración y debe regenerarse en la reaceleración, lo que hace los COD metabólicamente costosos. La inclinación del CM (lean) durante el giro es la estrategia para equilibrar la fuerza centrífuga con la fricción y la gravedad. A mayor velocidad de entrada y menor radio de giro, mayor la fuerza centrípeta requerida y mayor el riesgo de lesión de LCA por la fuerza lateral sobre la rodilla. El tiempo de COD depende del ángulo de giro: un giro de 180° exige mayor desaceleración y reaceleración que uno de 45°.

>Modelo

ID:('ky', 459)


Fuerza centrípeta

Storyboard



$F_{cent}=\frac{Mv_{CM}^2}{r_{giro}}$

$M$
Masa corporal
$kg$
$v_{CM}$
Velocidad del centro de masa
$m/s$
$F_{cent}$
Fuerza centrípeta requerida
$N$
$r_{giro}$
Radio de giro
$m$



>Modelo

ID:('gm', 4056)


Fricción disponible

Storyboard



$F_{lat,max}=\mu GRF_{vert}$

$mu$
Coeficiente de fricción
$1$
$F_{lat,max}$
Fuerza lateral máxima disponible
$N$
$GRF_{vert}$
Fuerza vertical de reacción del suelo
$N$



>Modelo

ID:('gm', 4057)


GRF vertical dinámica

Storyboard



$GRF_{vert}=Mg,factor_{GRF}$

$factor_{GRF}$
Factor dinámico de GRF
$1$
$M$
Masa corporal
$kg$
$GRF_{vert}$
Fuerza vertical de reacción del suelo
$N$
$g$
Gravedad
$m/s²$



>Modelo

ID:('gm', 4058)


Inclinación CM

Storyboard



$\tan\theta_{lean}=\frac{F_{cent}}{Mg}=\frac{v_{CM}^2}{r_{giro}g}$

$M$
Masa corporal
$kg$
$v_{CM}$
Velocidad del centro de masa
$m/s$
$F_{cent}$
Fuerza centrípeta requerida
$N$
$r_{giro}$
Radio de giro
$m$
$g$
Gravedad
$m/s²$
$\theta_{lean}$
Ángulo de inclinación del CM
$rad$



>Modelo

ID:('gm', 4059)


Velocidad máxima sin deslizar

Storyboard



$v_{max}=\sqrt{\mu g r_{giro}factor_{GRF}}$

$mu$
Coeficiente de fricción
$1$
$factor_{GRF}$
Factor dinámico de GRF
$1$
$v_{max}$
Velocidad máxima sin deslizar
$m/s$
$r_{giro}$
Radio de giro
$m$
$g$
Gravedad
$m/s²$



>Modelo

ID:('gm', 4060)


Energía disipada

Storyboard



$W_{diss}=\frac12M(v_{entry}^2-v_{giro}^2)$

$M$
Masa corporal
$kg$
$v_{entry}$
Velocidad de entrada
$m/s$
$v_{giro}$
Velocidad durante el giro
$m/s$
$W_{diss}$
Energía disipada
$J$



>Modelo

ID:('gm', 4061)


Tiempo COD

Storyboard



$t_{COD}=\frac{2v_{entry}}{a_{dec}+a_{acc}}$

$v_{entry}$
Velocidad de entrada
$m/s$
$a_{acc}$
Aceleración
$m/s²$
$a_{dec}$
Desaceleración
$m/s²$
$t_{COD}$
Tiempo de cambio de dirección
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4062)


Fuerza valgo rodilla

Storyboard



$F_{valgo}=F_{lat}\cos\theta_{rodilla}+GRF_{vert}\sin\theta_{rodilla}$

$F_{lat}$
Fuerza lateral aplicada
$N$
$F_{valgo}$
Fuerza lateral/valgo de rodilla
$N$
$GRF_{vert}$
Fuerza vertical de reacción del suelo
$N$
$ heta_{rodilla}$
Ángulo de rodilla
$rad$



>Modelo

ID:('gm', 4063)


Potencia COD

Storyboard



$P_{COD}=F_{lat}v_{CM}$

$v_{CM}$
Velocidad del centro de masa
$m/s$
$F_{lat}$
Fuerza lateral aplicada
$N$
$P_{COD}$
Potencia mecánica COD
$W$



>Modelo

ID:('gm', 4064)


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
$mu$
mu
Coeficiente de fricción
1
$factor_{GRF}$
factor_GRF
Factor dinámico de GRF
1
$M$
M
Masa corporal
kg
$v_{entry}$
v_entry
Velocidad de entrada
m/s
$v_{CM}$
v_CM
Velocidad del centro de masa
m/s
$v_{giro}$
v_giro
Velocidad durante el giro
m/s
$v_{max}$
v_max
Velocidad máxima sin deslizar
m/s
$F_{cent}$
F_cent
Fuerza centrípeta requerida
N
$F_{lat}$
F_lat
Fuerza lateral aplicada
N
$F_{lat,max}$
F_lat_max
Fuerza lateral máxima disponible
N
$F_{valgo}$
F_valgo
Fuerza lateral/valgo de rodilla
N
$GRF_{vert}$
GRF_vert
Fuerza vertical de reacción del suelo
N
$W_{diss}$
W_diss
Energía disipada
J
$r_{giro}$
r_giro
Radio de giro
m
$a_{acc}$
a_acc
Aceleración
m/s²
$a_{dec}$
a_dec
Desaceleración
m/s²
$g$
g
Gravedad
m/s²
$P_{COD}$
P_COD
Potencia mecánica COD
W
$\theta_{lean}$
theta_lean
Ángulo de inclinación del CM
rad
$ heta_{rodilla}$
theta_rodilla
Ángulo de rodilla
rad
$t_{COD}$
t_COD
Tiempo de cambio de dirección
s

ID:(0, 459)


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