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Atletismo - Correr y Sprint

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El atletismo de fondo y sprint integra los modos M2 (correr) y M3 (sprint vs. resistencia) sobre los elementos E1 (músculo), E2 (tendones), E6 (CM) y E7 (GRF). El modelo muelle-masa (Spring-Mass Model) describe la mecánica de la zancada: la pierna actúa como un muelle lineal que acumula y libera energía elástica en cada contacto. En el sprint, la potencia horizontal aplicada al suelo y el tiempo de contacto (muy corto, ~80100 ms a velocidad máxima) son los determinantes primarios del rendimiento. La velocidad máxima de carrera (~10.412.4 m/s en élite) está limitada por la fuerza horizontal disponible en el tiempo de contacto, no por la cadencia de zancada. En distancias largas, el umbral de lactato, la economía de carrera y el VOmax determinan la velocidad media sostenible. La potencia aerodinámica crece con v³, siendo relevante en velocidades > 6 m/s. El perfil individual fuerza-velocidad (LV profiling) permite identificar si el atleta está limitado por la fuerza (Force-Deficient) o por la velocidad (Velocity-Deficient), orientando el entrenamiento específico.

>Modelo

ID:('ky', 490)


Rigidez pierna

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

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



>Modelo

ID:('gm', 4377)


Oscilación CM

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

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



>Modelo

ID:('gm', 4378)


Velocidad máxima fuerza

Storyboard



$v_{max}=\frac{F_{h,max}t_c}{M}$

$M$
Masa corporal
$kg$
$v_{max}$
Velocidad máxima
$m/s$
$F_{h,max}$
Fuerza horizontal máxima
$N$
$t_c$
Tiempo de contacto
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4379)


Fricción horizontal

Storyboard



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

$mu$
Coeficiente de fricción
$1$
$F_{h,max}$
Fuerza horizontal máxima
$N$
$GRF_{vert}$
Fuerza vertical suelo
$N$



>Modelo

ID:('gm', 4380)


Velocidad sprint

Storyboard



$v(t)=v_{max}(1-e^{-t/\tau})$

$v_{max}$
Velocidad máxima
$m/s$
$ au$
Constante temporal sprint
$s$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4381)


Aceleración sprint

Storyboard



$a(t)=\frac{v_{max}}{\tau}e^{-t/\tau}$

$v_{max}$
Velocidad máxima
$m/s$
$a$
Aceleración horizontal
$m/s²$
$ au$
Constante temporal sprint
$s$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4382)


Velocidad lactato

Storyboard



$v_{LT}=\frac{VO_{2,LT}}{RE}$

$v_{LT}$
Velocidad umbral lactato
$m/s$
$RE$
Economía de carrera
$mL/kg·km$
$VO_{2,LT}$
Oxígeno en umbral lactato
$mL/kg·min$



>Modelo

ID:('gm', 4383)


VO2 umbral

Storyboard



$VO_{2,LT}=0.80VO_{2max}$

$VO_{2max}$
Consumo máximo de oxígeno
$mL/kg·min$
$VO_{2,LT}$
Oxígeno en umbral lactato
$mL/kg·min$



>Modelo

ID:('gm', 4384)


Tiempo distancia

Storyboard



$t_D=\frac{D}{v_{med}}$

$v_{med}$
Velocidad media
$m/s$
$D$
Distancia
$m$



>Modelo

ID:('gm', 4385)


Potencia aerodinámica

Storyboard



$P_{aero}=\frac12\rho C_DAv^3$

$C_D$
Coeficiente de arrastre
$1$
$\r ho$
Densidad del aire
$kg/m³$
$A$
Área frontal
$m²$
$P_{aero}$
Potencia aerodinámica
$W$



>Modelo

ID:('gm', 4386)


Energía tendinosa

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$E_{tend}=\eta_{rec}\frac12k_{tend}\Delta l_{tend}^2$

$eta_{rec}$
Recuperación elástica
$1$
$k_{tend}$
Rigidez tendinosa
$N/m$
$E_{tend}$
Energía tendinosa recuperada
$J$
$Delta l_{tend}$
Elongación tendinosa
$m$



>Modelo

ID:('gm', 4387)


Perfil LV

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

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



>Modelo

ID:('gm', 4388)


Potencia máxima LV

Storyboard



$P_{max}=\frac{F_{0,LV}v_0}{4}$

$v_0$
Velocidad sin carga
$m/s$
$F_{0,LV}$
Fuerza máxima perfil LV
$N$
$P_{max}$
Potencia máxima LV
$W$



>Modelo

ID:('gm', 4389)


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
$C_D$
C_D
Coeficiente de arrastre
1
$mu$
mu
Coeficiente de fricción
1
$eta_{rec}$
eta_rec
Recuperación elástica
1
$M$
M
Masa corporal
kg
$\r ho$
rho
Densidad del aire
kg/m³
$k_{leg}$
k_leg
Rigidez de pierna
N/m
$k_{tend}$
k_tend
Rigidez tendinosa
N/m
$k_{vert}$
k_vert
Rigidez vertical
N/m
$v_{max}$
v_max
Velocidad máxima
m/s
$v_{med}$
v_med
Velocidad media
m/s
$v_0$
v0
Velocidad sin carga
m/s
$v_{LT}$
v_LT
Velocidad umbral lactato
m/s
$F_{ext}$
F_ext
Carga externa
N
$F_{h,max}$
F_h_max
Fuerza horizontal máxima
N
$F_{0,LV}$
F0_LV
Fuerza máxima perfil LV
N
$F_{max}$
F_max
Fuerza vertical máxima
N
$GRF_{vert}$
GRF_vert
Fuerza vertical suelo
N
$E_{tend}$
E_tend
Energía tendinosa recuperada
J
$Delta l_{leg}$
Delta_l_leg
Compresión de pierna
m
$D$
D
Distancia
m
$Delta l_{tend}$
Delta_l_tend
Elongación tendinosa
m
$Delta y_{CM}$
Delta_y_CM
Oscilación vertical CM
m
$a$
a
Aceleración horizontal
m/s²
$g$
g
Gravedad
m/s²
$A$
A
Área frontal
$RE$
RE
Economía de carrera
mL/kg·km
$P_{aero}$
P_aero
Potencia aerodinámica
W
$P_{max}$
P_max
Potencia máxima LV
W
$VO_{2max}$
VO2max
Consumo máximo de oxígeno
mL/kg·min
$VO_{2,LT}$
VO2_LT
Oxígeno en umbral lactato
mL/kg·min
$ au$
tau
Constante temporal sprint
s
$t$
t
Tiempo
s
$t_c$
t_c
Tiempo de contacto
s

ID:(0, 490)


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