la potencia es negativa, al igual que el trabajo. Toda esta potencia y trabajo «negativos» se producen durante acciones musculares excéntricas, como bajar un peso o desacelerar al término de un movimiento rápido. En sentido estricto, no existe potencia ni trabajo negativos. El término trabajo negativo se refiere al trabajo ejercido sobre un músculo en vez del trabajo ejercido por ese músculo. Cuando se levanta un peso, los músculos ejercen un trabajo sobre el peso y aumentan su energía potencial. Cuando el peso desciende, su energía potencial se utiliza para realizar el mismo trabajo pero sobre el atleta. Por tanto, mientras se practican repeticiones, el atleta y el peso realizan alternativamente un trabajo sobre uno y otro, en vez de ser el atleta el que realiza de forma alternada un trabajo positivo y negativo. El ritmo al que se practican las repeticiones determina la producción de potencia. El ritmo al que la barra experimenta una aceleración descendente en caída libre es 9,8 m/s2. Si la fuerza neta aplicada fuera 980 N (F1), la tasa de aceleración sería 0 m/s2. Si eliminamos 200 N de fuerza (200 N dividido por la masa de la barra de 100 kg, a = F/m), la tasa de aceleración descendente de la barra sería 2 m/s2 (es decir, controlando la tasa de aceleración de la barra mediante la reducción de la fuerza aplicada).
1.Se calcula la fuerza (F1) que se debe eliminar para permitir que la masa de la barra acelere en el descenso a un ritmo dado. Por ejemplo, si la tasa de aceleración descendente que se desea es 2 m/s2, la fuerza requerida es:
F1↑ F3↓D↓ θ = 0 grados
Fuerza eliminada para acelerar la barra hacia abajo: (F3) = 2 m/s2 · 100 kg · cos 0° = 200 N
2.Se aplica la ecuación 2.2 para calcular el trabajo de 10 repeticiones en julios:
Trabajo (negativo) = (980 N + –200 N) · (–2 m) · 10 reps = –15.600 J
3.Se aplica la ecuación 2.3 para calcular en vatios la producción media de potencia de 10 repeticiones:
Potencia (negativa) = 15.600 J / 40 segundos = –390 W
Potencia y trabajo angulares
Las ecuaciones sobre el trabajo y la potencia recién presentadas se aplican a un objeto que se desplaza de un lugar a otro en línea recta. El trabajo y la potencia también son necesarios para hacer que un objeto gire sobre un eje o para que cambie la velocidad a la que gira, incluso si el objeto en sí no se desplaza por el espacio. El ángulo en que gira un objeto se llama desplazamiento angular, cuya unidad del SI es el radián (rad); 1 rad = 180° ÷ π = 57,3°, donde π = 3,14. La velocidad angular es la velocidad rotacional, medida en radianes por segundo (rad/s). El torque se expresa en newtons-metros (N · m), pero no se debe confundir con el trabajo, que también se expresa en newtons-metros. La diferencia es que la distancia del torque se refiere a la longitud del brazo de palanca (que es perpendicular a la línea de acción de la fuerza), mientras que la distancia del trabajo se refiere a la distancia recorrida a lo largo de la línea de acción de la fuerza. Al igual que para el movimiento en el espacio, el trabajo realizado al girar un objeto se mide en julios (J), y la potencia en vatios (W).
Esta ecuación sirve para calcular el trabajo de rotación:
La ecuación 2.3 sirve para calcular la potencia de rotación, igual que se usa para calcular la potencia lineal.
Fuerza frente a potencia
La discrepancia entre las definiciones populares y las científicas sobre la potencia ha provocado todo tipo de malentendidos. Por ejemplo, en un deporte como el powerlifting, en el que se generan grandes fuerzas pero con velocidades de movimiento relativamente bajas, se produce menos potencia mecánica que en otros deportes como la halterofilia olímpica (6). A pesar de la discrepancia, no es probable que el powerlifting se rebautice algún día con otro nombre. En todos los demás contextos, los especialistas de la fuerza y el acondicionamiento físico deben usar el término potencia solo en su sentido científico para evitar cualquier ambigüedad. Además, aunque la palabra fuerza se asocie a menudo con velocidades bajas y la palabra potencia con velocidades altas de movimiento, ambas variables reflejan la capacidad de ejercer fuerza a una velocidad dada. La potencia es una función matemática directa de la fuerza y la velocidad. Por lo tanto, si en cualquier instante se conocen dos de las variables —fuerza y velocidad—, se podrá calcular la potencia. Si una persona genera mucha fuerza o mucha potencia a una velocidad de movimiento dada, se está describiendo precisamente la misma capacidad; es decir, la capacidad de acelerar una masa a una velocidad concreta. Por lo tanto, no es correcto asociar fuerza con una velocidad baja y potencia con una velocidad alta. Fuerza es la capacidad de ejercer fuerza a cualquier velocidad, y la potencia es el producto matemático de la fuerza y la velocidad a una velocidad cualquiera. Lo determinante es la capacidad para ejercer fuerza a velocidades características de un deporte dado con el fin de superar la gravedad y acelerar el cuerpo o un implemento. En el caso de un movimiento deportivo relativamente lento por oponérsele una resistencia elevada, la fuerza a baja velocidad es crítica, mientras que en el caso de un movimiento muy rápido porque la resistencia es baja la fuerza a alta velocidad es importante. Por ejemplo, cuando los linieros ofensivos y defensivos de fútbol americano se empujan unos a otros, su velocidad de movimiento se frena por la fuerza muscular ejercida por el jugador contrario, así como por la inercia de la masa corporal del oponente. Como se impide a los músculos contraerse a gran velocidad, la capacidad de ejercer fuerza y potencia a baja velocidad es un componente importante del rendimiento. En contraste, los músculos de un jugador de bádminton alcanzan rápidamente una velocidad alta como resultado de la resistencia mínima que ofrecen la raqueta y el brazo del jugador. Por tanto, la capacidad de ejercer fuerza y potencia a gran velocidad es crítica para ajustar rápidamente los golpes.
Factores biomecánicos de la fuerza
Varios factores biomecánicos intervienen en la manifestación de la fuerza del ser humano como, por ejemplo, el control neuronal, el área transversal de los músculos, la configuración de las fibras musculares, la longitud de los músculos, el ángulo articular, la velocidad de contracción del músculo, la velocidad angular de la articulación y el tamaño corporal. Estos factores se exponen a continuación, como también la relación tridimensional de la fuerza y la relación entre fuerza y masa.
Control neuronal
El control neuronal influye en la producción de fuerza máxima de un músculo al determinar cuáles y cuántas unidades motoras participan en una contracción muscular (reclutamiento) y la velocidad a la que se activan esas unidades motoras (codificación del índice) (4). Por lo general, la fuerza muscular es mayor cuando (a) intervienen más unidades motoras en una contracción; (b) las unidades motoras son de mayor tamaño, o (c) la velocidad de activación es
