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Estabilidad y equilibrio

Storyboard

Modela los mecanismos físicos que mantienen al cuerpo en equilibrio estático y dinámico. Integra la posición del centro de masa (CM), la base de sustentación (BS) y las fuerzas reactivas del suelo. Cuantifica la estabilidad como el margen entre la proyección del CM y el borde de la BS, e incorpora la dinámica de oscilación postural.

>Modelo

ID:('ky', 183)


Margen de estabilidad

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$MEL=\frac{BS}{2}-|X_{CM}|$

$BS$
Ancho de base de sustentación
$m$
$MEL$
Margen de estabilidad
$m$
$X_{CM}$
Posición horizontal del centro de masa
$m$



>Modelo

ID:('gm', 1789)


Dinámica del centro de masa

Storyboard



$m\dot v_{CM}=F_{GRS}+F_{pert}-F_{damp}-mgX_{CM}/h_{CM}$

$m$
Masa corporal
$kg$
$v_{CM}$
Velocidad del centro de masa
$m/s$
$F_{damp}$
Fuerza de amortiguamiento postural
$N$
$F_{GRS}$
Fuerza reactiva del suelo
$N$
$F_{pert}$
Perturbación horizontal
$N$
$h_{CM}$
Altura efectiva del CM
$m$
$X_{CM}$
Posición horizontal del centro de masa
$m$
$g$
Aceleración gravitatoria
$m/s²$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 1790)


Torque estabilizador

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$T_{est}=F_{muscular}d_{palanca}$

$F_{muscular}$
Fuerza muscular estabilizadora
$N$
$T_{est}$
Torque estabilizador
$N·m$
$d_{palanca}$
Brazo de palanca muscular
$m$



>Modelo

ID:('gm', 1791)


Condición de equilibrio

Storyboard



$T_{est}\ge mgd_{CM}$

$m$
Masa corporal
$kg$
$T_{est}$
Torque estabilizador
$N·m$
$d_{CM}$
Brazo gravitatorio del CM
$m$
$g$
Aceleración gravitatoria
$m/s²$



>Modelo

ID:('gm', 1792)


Predicción futura del CM

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$X_{pred}=X_{CM}+v_{CM}t_h+\frac{1}{2}a_{CM}t_h^2$

$v_{CM}$
Velocidad del centro de masa
$m/s$
$X_{pred}$
Posición futura predicha del CM
$m$
$X_{CM}$
Posición horizontal del centro de masa
$m$
$a_{CM}$
Aceleración del centro de masa
$m/s²$
$t_h$
Horizonte predictivo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 1793)


Variabilidad COP

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$\sigma_{COP}=\sqrt{\frac{\sum_{i=1}^{N}(COP_i-COP_{med})^2}{N}}$

$COP_{med}$
COP medio
$m$
$sigma_{COP}$
Variabilidad del COP
$m$



>Modelo

ID:('gm', 1794)


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
$m$
m
Masa corporal
kg
$v_{CM}$
v_CM
Velocidad del centro de masa
m/s
$F_{damp}$
F_damp
Fuerza de amortiguamiento postural
N
$F_{muscular}$
F_muscular
Fuerza muscular estabilizadora
N
$F_{GRS}$
F_GRS
Fuerza reactiva del suelo
N
$F_{pert}$
F_pert
Perturbación horizontal
N
$T_{est}$
T_est
Torque estabilizador
N·m
$h_{CM}$
h_CM
Altura efectiva del CM
m
$BS$
BS
Ancho de base de sustentación
m
$d_{palanca}$
d_palanca
Brazo de palanca muscular
m
$d_{CM}$
d_CM
Brazo gravitatorio del CM
m
$COP_{med}$
COP_med
COP medio
m
$MEL$
MEL
Margen de estabilidad
m
$X_{pred}$
X_pred
Posición futura predicha del CM
m
$X_{CM}$
X_CM
Posición horizontal del centro de masa
m
$sigma_{COP}$
sigma_COP
Variabilidad del COP
m
$a_{CM}$
a_CM
Aceleración del centro de masa
m/s²
$g$
g
Aceleración gravitatoria
m/s²
$t_h$
t_h
Horizonte predictivo
s
$t$
t
Tiempo
s

ID:(0, 183)


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