Calculadora de fuerza de salto

¿Cómo calculamos el trabajo total cuando más de una fuerza actúa sobre un objeto mientras se mueve, de modo que cada fuerza realiza un trabajo? ¿Y si las fuerzas apuntan en direcciones opuestas, de modo que una hace un trabajo positivo y la otra un trabajo negativo? En este caso, calculamos el trabajo neto realizado por cada fuerza y lo sumamos (manteniendo los trabajos negativos como negativos) para obtener el trabajo neto. Otra posibilidad es sumar las fuerzas, incluyendo las direcciones, para encontrar el tamaño y la dirección de la fuerza neta y luego multiplicar por la distancia sobre la que se aplica la fuerza neta para obtener el trabajo neto.    Cualquiera de las dos formas te dará la misma respuesta, que será el trabajo neto. El trabajo neto nos dice cuánta energía se transfiere hacia o desde la energía cinética, causando un cambio en la energía cinética (). Todo lo que hemos discutido hasta ahora se puede resumir con el principio trabajo-energía: el cambio en la energía cinética de un sistema es igual al trabajo neto sobre el sistema, o escrito como una ecuación:

Durante un salto, las piernas de una persona pueden aplicar una fuerza de 1200 N hacia arriba sobre su centro de masa, mientras que el centro de masa se mueve 0,3 m hacia arriba. Calculemos cuál será su velocidad de lanzamiento y el tiempo de suspensión si la persona tiene un peso de 825 N.

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Salto de fuerza de reacción al suelo

Entre los medidores de rendimiento, un papel importante lo desempeña la plataforma de fuerza, un instrumento capaz de detectar la fuerza ejercida sobre el suelo por una persona en los tres ejes del plano y los pares resultantes.

En el ámbito deportivo, estas plataformas se utilizan para analizar los empujes dados por un atleta durante su marcha, carrera u otros ejercicios físicos, como los saltos.    La plataforma de fuerzas detecta y mide las aceleraciones, los tiempos de reacción y los posibles defectos de empuje, por lo que puede ser un excelente apoyo durante el entrenamiento para la evaluación del rendimiento de los atletas que compiten y se rehabilitan.

Desde el exterior, una placa de fuerza (o plataforma) parece un simple pedestal rectangular, a menudo unido a otras plataformas para formar un piso completo. Sin embargo, cada placa de fuerza contiene varios sensores para detectar el momento de una fuerza.

Por lo tanto, para entender qué es una placa de fuerza, es necesario definir primero qué es el momento de una fuerza. Consiste en cualquier causa capaz de modificar el estado de inercia o el movimiento de un cuerpo, y se manifiesta en la interacción recíproca de dos o más cuerpos.

Cuánta fuerza al saltar

Cuando empecé a trabajar en la herramienta de vídeo que mide el salto vertical, tuve que desempolvar mis viejos libros de texto para aprender sobre la relación entre el tiempo de suspensión y la altura del salto. Y para mi sorpresa, resultó que el salto vertical es un gran (¡e interesante!) ejemplo de las leyes de la física en funcionamiento. Realmente puedes aprender sobre la relación entre la velocidad, la aceleración, las fuerzas y el tiempo de suspensión. Definitivamente, es más interesante que el ejemplo medio de tu libro de texto de física.

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En este artículo, voy a ver las cinco fases del salto vertical y mostrarte cómo funciona la física durante cada una de ellas. Esto irá acompañado de gráficos y calculadoras interactivas, y al final, vamos a responder a algunas preguntas divertidas como: “¿A qué altura saltaría Micheal Jordan en la Luna?”.

Los científicos del deporte son capaces de medir estas fuerzas de reacción del suelo con una tecnología llamada placas de fuerza. Estas placas registran las fuerzas exactas que se producen durante un salto vertical (o cualquier otro movimiento) y permiten ver la rapidez con la que los atletas pueden producir fuerzas, la magnitud de las mismas y exponer posibles desequilibrios entre la pierna izquierda y la derecha.

Calcular la altura del salto a partir de la velocidad

Las placas de fuerza existen desde hace más de 40 años. Son herramientas utilizadas para la medición de las fuerzas de reacción del suelo durante la marcha, el salto o cualquier otro tipo de movimiento (pueden considerarse como una elegante báscula de baño). Las placas de fuerza utilizan uno de los diferentes tipos de sensores (células de carga) para medir las fuerzas, y los valores correspondientes se presentan normalmente en newtons (N), la medida estándar en la física. Además de la fuerza vertical, algunas placas de fuerza pueden medir las fuerzas de cizallamiento, es decir, las fuerzas laterales y horizontales. Éstas entran en juego de forma más específica en las aplicaciones sanitarias y de investigación, como las ortesis y los estudios de enfermedades neuromusculares específicas.

Las placas de fuerza miden las fuerzas de reacción del suelo. Si conocemos la frecuencia de los datos de las fuerzas, podemos realizar mediciones adicionales que nos proporcionan mucha más información sobre el movimiento humano. Con algunas matemáticas básicas podemos utilizar esta información para medir toda una serie de cosas, entre ellas:

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Piensa que todo esto se obtiene SOLO de la curva fuerza-tiempo: La imagen siguiente muestra una curva fuerza-tiempo para una prueba de placa de fuerza común, el salto de contramovimiento. El salto de contramovimiento (CMJ) se utiliza para medir la capacidad máxima de salto vertical de un atleta.