Divulgación Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

[vool]

Hola.

Si no estoy mal informado, una pisada humana tiene una velocidad media de 1.67 m/s aproximadamente. Queria saber si la fuerza ejercida por una pisada seria directamente la masa de la persona por la gravedad o necesito mas datos, como la velocidad. Muchas gracias.

[Becquerel]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

mmm... yo diría que podrías aplicar el teorema de Impulso Mecánico.

En el cual intervienen la masa, la velocidad y el tiempo de aplicación de la fuerza.

$F\Delta t = mv-mv_0$

Por lo tanto vemos las dependencias de la fuerza, cuanto más tiempo se aplique, menor será la fuerza.

[vool]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

Muchas gracias Becquerel. Voy a empezar a operar a ver si saco unos valores logicos. Supondré velocidad constante y pondre por ejemplo un tramo de 100 metros para obtener el tiempo. Cuando lo tenga lo posteo. Un saludo!

[vool]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

Lo habia entendido mal. El incremento de tiempo se refiere a lo que duraria la pisada no? en ese caso, suponiendo un tiempo medio de pisada de 0.55 s, una velocidad media de 1.67 m/s y un peso de 40 kg, la fuerza aplicada seria de 121.4545 N. Para una persona de 60 kg la fuerza seria de 182.1818 N. Para un peso de 80 kg la fuerza seria 242.909 N. Y asi sucesivamente. Que os parecen los valores? Estan dentro de la lógica? Gracias!

[pod]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

En realidad es algo más complicado. Si la persona va a velocidad constante, entonces significa que no hay ninguna fuerza horizontal, la fuerza de la pisada es únicamente vertical (para evitar que el pie entre en el suelo).

Ahora bien, como sabes, las personas no caminamos en linea recta, sino que al hacerlo subimos y bajamos. Cuando empezamos a pisar, la fuerza vertical primero tiene que detener la bajada del cuerpo, y después empujarlo hacia arriba. Es decir, tiene que vencer el peso del cuerpo. Es decir, la fuerza verticual que el suelo hace sobre nosotros es mayor que nuestro propio peso.

[vool]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

No te entiendo muy bien pod. Supongo que quieras decir que habria que descomponer la fuerza en componenete vertical y horizontal. A mi me interesa saber la fuerza aplicada en modulo.

Imaginemoslo de otra forma. Si tuviesemos un medidor de fuerza en el suelo y piso sobre el, la fuerza resultante seria directamente masa*gravedad?

[pod]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

No te entiendo muy bien pod. Supongo que quieras decir que habria que descomponer la fuerza en componenete vertical y horizontal. A mi me interesa saber la fuerza aplicada en modulo.

Imaginemoslo de otra forma. Si tuviesemos un medidor de fuerza en el suelo y piso sobre el, la fuerza resultante seria directamente masa*gravedad?

No, lo que estoy diciendo es que no hay componente horizontal si la persona va a velocidad constante.

La fuerza será mayor a m g.

[vool]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

Hola de nuevo Pod y gracias por tu respuesta. Creo que ya te voy entendiendo. Digamos que si situasemos un "medidor de fuerza" en el suelo y observasemos la fuerza de varias personas al ir pisando sobre el, la fuerza seria como minimo m*g. Luego, en el caso de que llevasen cierta velocidad, dicha fuerza se veria incrementada debido a ese factor que añadiria la velocidad del peaton. ¿Es asi?

He intentado enfocarlo desde distintos puntos de vista pero no logro adosarle el plus de fuerza que le añadiria la velocidad a la pisada. Por energias no llego a ningun sitio. ¿Podrias darme alguna idea?

[pod]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

La velocidad en sí no añade fuerza. Lo que añade fuerza es el movimiento vertical.

Fíjate en alguien cuando camina, verás que su cabeza sube y baja, no caminamos recto. El movimiento de subida se realiza "empujando el suelo hacia abajo". Si eres capaz de medir la aceleración de ese movimiento, entonces sabrás la fuerza, m ( g + a) .

[vool]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

Podemos concluir el tema diciendo entonces que en los instantes iniciales (1 o 4 segundos aproximadamente) la persona ejercerá una fuerza sobre el suelo igual a F=m(a+g) y que cuando haya alcanzado un ritmo constante a velocidad constante de entre 1 y 2 m/s, la aceleración será nula, luego la fuerza ejercida por la pisada de cualquier persona a velocidad constante será de F=mg. ¿Cerrado el tema? Un saludo y gracias por la aportación!

[pod]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

Podemos concluir el tema diciendo entonces que en los instantes iniciales (1 o 4 segundos aproximadamente) la persona ejercerá una fuerza sobre el suelo igual a F=m(a+g) y que cuando haya alcanzado un ritmo constante a velocidad constante de entre 1 y 2 m/s, la aceleración será nula, luego la fuerza ejercida por la pisada de cualquier persona a velocidad constante será de F=mg. ¿Cerrado el tema? Un saludo y gracias por la aportación!

No, no. Esa "a" no es la aceleración horizontal de la persona. Es la aceleración debida al vaivén del cuerpo.

Vuelvo a repetirte, fíjate en personas caminando, verás como su cabeza sube y baja en cada paso... la fuerza para subirla, la ejerce el suelo.

[vool]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

Ok comprendido. Podriamos asemejar el paso a un tiro parabolico? Si fuese asi podria determinar una aceleracion suponiendo unos parametros. Si me das el ok lo hago y te doy resultados para que opines.

[pod]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

Algo mejor, sí.

[vool]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

Para mi masa, de 68 kg, la fuerza maxima ejercida por pisada es de 1000 N. Ademas de mg influira la forma de pisada, longitud de paso y la altura de la persona. Un saludo!

[pod]

Re: Fuerza ejercida por una pisada, andando y corriendo

Para mi masa, de 68 kg, la fuerza maxima ejercida por pisada es de 1000 N. Ademas de mg influira la forma de pisada, longitud de paso y la altura de la persona. Un saludo!

¿Cómo lo has calculado? ¿Caminando encima de una báscula?