Краткие данные о центре тяжести тела человека

Функция нижних конечностей человека, если исключить многие

физические упражнения, определяется главным образом опорой положение стоя) и локомоцией (ходьба, бег). И в том, и в другом

Во многих задачах механики удобно и допустимо рассматривать массу какого-то тела так, как будто она сконцентрирована в одной точке — центре тяжести (ЦТ). Поскольку нам предстоит анализи­ровать силы, действующие на тело человека во время выполнения физических упражнений и стоя (покой), нам следует знать, где на­ходится ЦТ у человека в норме и при патологии (сколиоз, коксар-троз, ДЦП, ампутации конечности и др.).

В общей биомеханике важным является изучение расположе­ния центра тяжести (ЦТ) тела, его проекции на площадь опоры, а также пространственного соотношения между вектором ЦТ и раз­личными суставами (рис. 2.7). Это позволяет изучать возможности блокировки суставов, оценить компенсаторные, приспособитель­ные изменения в опорно-двигательном аппарате (ОДА). У взрослых

мужчин (в среднем) ОЦТ располагается на 15 мм позади от перед­не-нижнего края тела V поясничного позвонка. У женщин ЦТ в среднем располагается на 55 мм спереди от передне-нижнего края I крестцового позвонка (рис. 2.8).

Во фронтальной плоскости ОЦТ незначительно (на 2,6 мм у мужчин и на 1,3 мм у женщин) смещен вправо, т. е. правая нога принимает несколько большую нагрузку, чем левая.

Общий центр тяжести (ОЦТ) тела слагается из центров тяже­сти отдельных частей тела (парциальные центры тяжести) (рис. 2.9). Поэтому при движениях и перемещении массы частей тела перемещается и общий центр тяжести, но для сохранения равнове­сия его проекция не должна выходить за пределы площади опоры.

Высота положения ОЦТ у разных людей значительно варьирует в зависимости от целого ряда факторов, к числу которых в первую очередь относятся пол, возраст, телосложение и пр. (рис. 2.10).

У женщин ОЦТ обычно располагается несколько ниже, чем у мужчин (см. рис. 2.8).

У детей раннего возраста ОЦТ тела расположен выше, чем у взрослых.

При изменении взаимного расположения частей тела, проекция его ОЦТ также меняется (рис. 2.11). Меняется при этом и устой­чивость тела. В практике спорта (обучение упражнениям и трени­ровки) и при выполнении упражнений лечебной гимнастики этот вопрос очень важен, так как при большей устойчивости тела можно выполнять движения с большей амплитудой без нарушения рав­новесия.

Устойчивость тела определяется величиной площади опоры, вы­сотой расположения ОЦТ тела и местом прохождения вертикали, опущенной из ОЦТ, внутри площади опоры (см. рис. 2.7). Чем боль­ше площадь опоры и чем ниже расположен ОЦТ тела, тем больше устойчивость тела.

Количественным выражением степени устойчивости тела в том или ином положении является угол устойчивости (УУ). УУ назы­вается угол, образованный вертикалью, опущенной из ОЦТ тела и прямой, проведенной из ОЦТ тела к краю площади опоры (рис. 2.12). Чем больше угол устойчивости, тем больше степень устой­чивости тела.

Вертикаль, опущенная из ОЦТ тела, проходит на некотором рас­стоянии от осей вращения суставов. В связи с этим сила тяжести в любом положении тела имеет по отношению к каждому суставу определенный момент вращения, равный произведению величины силы тяжести на ее плечо. Плечом силы тяжести является перпен­дикуляр, проведенный из центра сустава к вертикали, опущенной из ОЦТ тела (рис. 2.13). Чем больше плечо силы тяжести, тем больший момент вращения она имеет по отношению к суставу.

Масса частей тела определяется различными способами. Если у разных людей абсолютная масса частей тела будет значительно различаться, то относительная масса, выраженная в процентах, достаточно постоянна (см. табл. 5.1).

Очень большое значение имеют данные о массе частей тела, а также о расположении парциальных центров тяжести и момен­тов инерции в медицине (для конструирования протезов, ортопе­дической обуви и т. п.) и в спорте (для конструирования спортив­ного инвентаря, обуви и т. п.).