1. Introducción
El concepto del centro de gravedad de un cuerpo (CGc) o sistema de partículas es esencial en el estudio de la estática y la dinámica. Por ello bien merece detenerse en su estudio mediante actividades manipulativas que refuercen su total integración a las competencias del alumno. Con esta finalidad proponemos un método experimental simple para la determinación del centro de gravedad de un cuerpo de formas complejas y densidad no uniforme, como es el cuerpo humano, mediante una realización poco costosa y que requiere conocimientos teóricos básicos. De hecho, el cálculo respecto al eje longitudinal aparece planteado como ejercicio teórico en los capítulos de estática de diversos textos de física fundamental (Tipler, 2001), (Serway, 2005), (Giancoli, 2002). Nuestra experiencia práctica con esta actividad experimental se desenvuelve en la docencia de la materia de Biomecánica de la titulación de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte
2. Métodos de cálculo del centro de gravedad
Antes de llegar al sencillo método propuesto en esta práctica para determinar la posición del centro de gravedad de un cuerpo humano se pueden describir otros métodos más complejos que aportarán un mayor conocimiento de la materia al alumno.
Para el cálculo del CG de cuerpos con geometrías sencillas los métodos que requieren la parametrización del volumen o la superficie del sólido no implican una complejidad de cálculo excesiva y su aplicación reforzada con herramientas de cálculo como el teorema de Pappus-Guldin (Beer, 2004) se convierte en una tarea viable.
Sin embargo, para el caso de cuerpos que no son fácilmente parametrizables o con densidad no uniforme, como es el caso del cuerpo humano, se hacen más recomendables otro tipo de métodos semiempíricos. Dentro de esta categoría podemos distinguir básicamente tres grupos de métodos: el basado en estudios antropométricos sobre cadáveres que debemos a Chandler et al. (1975) el basado en el barrido de masas propuesto por Zatsiorsky y Seluyanov (1983) y el basado en modelos geométricos simples asimilables a los segmentos corporales que se fundamenta en los trabajos de Hanavan (1964) y Yeadon (1990). Estos métodos permiten determinar la masa y la posición del centro de gravedad de cada segmento corporal para finalmente, mediante la aplicación de la propiedad segmentaria del centro de gravedad determinar la posición del CGc. Dichos métodos constituyen una aproximación semiempírica a la determinación del CGc; es decir, el sujeto de estudio debe estar caracterizado mediante ciertos parámetros antropométricos. Según el tipo de método, éstos pueden variar desde la talla y la masa total del individuo hasta diferentes perímetros corporales correspondientes a cada segmento corporal. Tal caracterización es necesaria como paso previo a la utilización de los cálculos propuestos por dichos métodos para la caracterización inercial de cada segmento corporal.
3 Variación de la posición del centro de gravedad
Para finalizar esta práctica y afianzar mejor los conceptos estudiados se pueden repetir las dos experiencias anteriores modificando la posición de los brazos respecto al cuerpo para analizar como cambia la posición del CGc. Se puede determinar, por ejemplo, la situación del CGc respecto al eje longitudinal en posición supina con los brazos estirados horizontalmente por encima de la cabeza. Así como su posición respecto al eje antero-posterior en posición erecta con los brazos estirados horizontalmente hacia el frente. Estas variaciones serán muy ilustrativas de la propiedad segmentaria del CG al relacionarlas con la modificación del centro de gravedad de los brazos respecto del resto del cuerpo.
