Геометрия масс тела человека

Под геометрией масс в биомеханике понимают совокупность показателей,

характеризующих распределение массы в теле человека [25].

С точки зрения биомеханики тело человека можно рассматривать как гибкую

систему, состоящую из десяти сегментов: /— голова; 2 — верхний отдел туловища; 3 средний отдел туловища; 4 — нижний отдел туловища; 5— плечо; 6— предплечье; 7— кисть; 8— бедро; 9—голень; 10— стопа (рис. 4.7). Границы

сегментов определяются антропометрическими точками и осями вращения в суставах, являющимися местами прохождения плоскостей, отделяющих один

сегмент от другого.

Каждое движение, положение тела человека и его отдельных частей в пространстве обусловлены взаимодействием

и центром тяжести отдельных сегментов, площадью опоры, условиями равновесия и устойчивости тела.

Наибольшее значение имеют такие силы: из внешних—тяжести, реакции опоры, сопротивления среды; из внутренних — эластической тяги мягких тканей (связок, мышц и т. п.), силы сопротивления хрящей, костей, связанная с их физико-химическими свойствами, тяги скелетных мышц.

Общий центр тяжести (ОЦТ) тела человека, или общий центр масс— это точка приложения равнодействующей всех сил тяжести составляющих его сегментов, являющаяся показателем распределения массы тела и дающая представление о степени устойчивости тела в том или ином положении.

Каждый сегмент тела человека, обладая определенной массой, специфически расположенной, имеет и свою точку приложения действия этой массы, т. е. свой центр тяжести (ЦТ). Сводные данные об относительной массе сегментов тела у мужчин и женщин (в % к массе тела в целом) и положении центров масс сегментов (8 %) на их продольных осях приведены в табл. 7

Расположение ОЦТ тела зависит от пола, возраста, развития и локализации мускулатуры и других факторов. ОЦТ тела у мужчин находится выше, чем у женщин, у детей выше, чем у взрослых. Ч новорожденных он проецируется на уровне пятого-шестого грудных позвонков, к двум годам опускается до уровня

первого поясничного позвонка, к 16—18 годам достигает области крестцовых позвонков.

Сегменты тела человека даже при обычном положении не располагаются вертикально друг над другом — между ними в области соединений (суставов)

образуются углы. Вертикаль их центра тяжести, а также вертикаль ОЦТ тела проходит на некотором расстоянии от центра сустава, поэтому возникает момент вращения силы тяжести.

Момент вращения силы тяжести - произведение значения силы тяжести на длину плеча ее действия. Чем больше момент вращения силы тяжести, тем большее

напряжение испытывает противоположная действию этой силы группа мышц.

Площадь опоры тела — площади опорных поверхностей тела и пространства,

заключенного между ними. Чем больше площадь опоры тела, тем больше его устойчивость.

Условия равновесия и устойчивости тела зависят от таких факторов: высоты расположения ОЦТ тела; величины площади опоры; расположения вертикали ОЦТ тела внутри площади опоры.

Чем ниже расположен ОЦТ тела, чем больше площадь опоры и вертикаль ОЦТ

тела располагается на одной вертикали с точкой опоры позвоночника, т. е. сумма

моментов массы всех сегментов относительно точки опоры тела равна нулю, тем устойчивость и равновесие тела больше.