U.M. FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD FÍSICA BIOLÓGICA 1 PRÁCTICO Nº 7 ELASTICIDAD PARTE A: PIENSE Y RESPONDA: 1- ¿Por
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PRÁCTICO Nº 7 ELASTICIDAD PARTE A: PIENSE Y RESPONDA: 1- ¿Por qué se puede llegar a romperse un hueso? 2- ¿Cuál es la diferencia entre fisura y fractura? 3- ¿Qué sucede cuando un esquiador se le queda el pie quieto y se tuerce la pierna? 4- ¿Qué tipo de lesión puede sufrir en las piernas y en las vértebras una persona que cae parada desde cierta altura? Explique. 5- Una persona cae y se golpea contra el cordón de la vereda, ¿qué tipo de fractura se produce en las costillas? ¿Qué es lo más grave que se puede esperar? 6- El ligamento es un cuerpo elástico, ¿qué tipo de problema se produce cuando el estiramiento es demasiado grande? 7- Cuando decimos que una sustancia es “resistente”, ¿qué queremos decir, qué tiene módulo de Young alto, límite elástico alto o módulo de corte alto? 8- Si se somete a la tibia y peroné a un esfuerzo de torsión, ¿qué tipo de lesión se produce? Explique. PARTE B: RESUELVA: 1- Un bíceps relajado necesita una fuerza de 25N para ceder 3cm. El mismo músculo bajo una tensión máxima, requiere una fuerza de 500N para ceder la misma longitud. Hallar el Módulo de Young para ambos casos suponiendo que el músculo es un cilindro uniforme de 0,22 m de longitud y 50cm2 de sección transversal. R= 3,66 x 104 N/m2 y 7,33 x 105 N/m2 2- El esfuerzo de compresión de los huesos es un factor importante en nuestras vidas. El Módulo de Young de los huesos es de aproximadamente 1 1010 N/m2. El hueso sólo puede soportar sin fracturarse una variación de longitud de alrededor del 1%, ¿Cuál es la fuerza máxima que puede aplicarse a aun hueso cuya sección transversal mínima es de 3cm2 (es aproximadamente la sección de la tibia en su parte más delgada)? R= 30.000N 3- El hueso humano tiene un módulo elástico de aproximadamente E = 1.5x10 10 N/m 2 en compresión. El valor del límite elástico es σ = 1.7x10 8 N/m 2. La sección transversal total de los huesos de la pierna es 1x10 -3 m 2 y su longitud 0.5m. ¿Cuánto decrece esta longitud cuando el hombre levanta un peso de 100 Kg? Δl=3,26 x 10-5 m 4- El músculo bíceps del brazo derecho de cierta persona tiene un área máxima de su sección de 12cm2, ¿cuál es la tensión en el músculo si ejerce una fuerza de 300N? R= 2,5 105 N/m2 5- El esfuerzo de rotura por tracción del fémur es de 17 107 N/m2, ¿cuál es la fuerza máxima de tracción que puede soportar el fémur de 10cm 2 de sección? ¿Depende ésta de la longitud del hueso? R= 1,7 10 5N PROF. ING. SANDRA LEITON, ING. JUAN F. ZALAZAR
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6- Si un hueso de 25cm de longitud tiene un Módulo de Young de 1x10 10 N/m2 y soporta una tensión de 7 107 N/m2, ¿cuál será la distancia máxima que podrá estirarse sin romperse? R= 1,75 10 -3 m 7- Un hueso se fractura con una tensión de 1,5 108N/m2, ¿cuál es la fuerza máxima que puede ejercerse sobre un fémur si tiene un diámetro de 2,5cm? R= 73.600N 8- Si la fuerza del ejercicio anterior fuese de compresión, para un hueso cuyo valor de E= 1,5 x 1010 N/m2, determinar cuánto se acortará un hueso de 25cm de largo. R= 2,5mm 9- La elastina es una proteína elástica que se encuentra en los vertebrados. Su módulo de Young vale aproximadamente 6x105 N/m2, si estiramos un muestra de elastina de 1 cm de longitud y 0,2 mm de diámetro bajo la acción de una carga de 5 g, ¿cuál será su longitud final? R: 3,6 cm
PROF. ING. SANDRA LEITON, ING. JUAN F. ZALAZAR