Определение положения центров тяжести звеньев тела человека

Биомеханика силовых упражнений Гипертрофия скелетных мышц

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРОВ ТЯЖЕСТИ (ЦТ) ЗВЕНЬЕВ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

Определение положения ЦТ звеньев тела человека необходимо для оценки моментов сил тяжести, действующих относительно суставов тела. Другими словами, для определения направленности силового упражнения (на какие группы мышц направленно данное силовое упражнение) необходимо знать, где расположены ЦТ звеньев тела человека.

Способ определения ЦТ звеньев тела человека по В. Брауне и О. Фишеру

Существует несколько способов определения положения ЦТ звеньев тела человека. Опишем один из них.

Центр тяжести твердого тела – это точка, относительно которой сумма моментов силы тяжести, действующих по часовой стрелке равна сумме моментов силы тяжести, действующих против часовой стрелки. На основе этого определения экспериментальным путем были найдены положения ЦТ звеньев тела человека. W. Braune, O. Fisher, (1889) расчленяли замороженные трупы на отдельные звенья. После этого они уравновешивали звенья тела человека на острие призмы. И таким образом определяли особую точку равновесия, которая и являлась ЦТ звена. В таблице 1. представлено положение ЦТ звеньев тела по В.Брауне и О.Фишеру (1889).

Таблица 1. Расположение ЦТ звеньев тела человека по В.Брауне и О.Фишеру (1889)

ЗвеноИзмерение длины звена или положение ЦТ звенаПоложение ЦТ звенаОтносительное расстояние ЦТ звена от проксимального конца звена
ГоловаЦТ расположен над верхним краем наружного слухового отверстия
Туловищеот центра плечевого сустава до центра тазобедренного сустава0,44
Плечоот центра плечевого сустава до центра локтевого сустава0,47
Предплечьеот центра локтевого сустава до центра лучезапястного сустава0,42
Кисть (с полусогнутыми пальцамиЦТ расположен в области пястно-фалангового сустава третьего пальца
Бедроот центра тазобедренного сустава до центра коленного сустава0,44
Голеньот центра коленного сустава до центра голеностопного сустава0,42
Стопа (пальцаот пяточного бугра до конца большого пальца0,44

Пример определения положения ЦТ тела человека

Чтобы понять, как использовать коэффициенты, полученные В.Брауне и О.Фишером для определения положения ЦТ звена, рассмотрим следующий пример.

Найти положение ЦТ тяжести звеньев тела человека по его фотографии на основе данных В.Брауне и О.Фишера, рис. 1, табл.2.

Чтобы найти положение ЦТ звеньев тела человека нужно:

  1. Измерить длину звена (расстояние от центра одного сустава до другого). Занести полученное значение (L) в столбец 2 (табл. 2);
  2. Умножить значение столбца 2 на коэффициент К (столбец 3 табл. 2);
  3. Полученное значение отложить на оси звена от проксимального сустава.

Определение положения центров тяжести звеньев тела человека

Рис. 1. Расположение точек, соответствующих ЦТ головы и кисти, а также центрам суставов (лучезапястного, локтевого, плечевого, тазобедренного, коленного и маркеров для определения ЦТ стопы

Таблица 2. Пример определения ЦТ тела человека, изображенного на рис.1

ЗвеноL, ммКR=LK, мм
1234
Голова--ЦТ расположен над верхним краем наружного слухового отверстия
Туловище400,4417,6
Плечо200,479,4
Предплечье130,425,46
Кисть---
Бедро300,4413,2
Голень300,4212,6
Стопа250,4411

Обозначения: L – длина звена; k – коэффициент; R – расстояние от проксимального сустава до ЦТ звена

Следует заметить, что положение ЦТ туловища определяется по-разному в зависимости от того, выпрямлено оно или находится в согнутом состоянии.

При прямом положении туловища (рис.1), для определения положения его ЦТ нужно соединить прямой линией плечевой и тазобедренный суставы. После этого отложить на прямой линии, соединяющей плечевой и тазобедренный суставы значение R для туловища (табл. 2). Проксимальным считать плечевой сустав.

Если тело человека сильно изогнуто, например, при использовании «моста» при жиме штанги лежа, то после нахождения положения ЦТ на прямой, соединяющей плечевой и тазобедренный суставы, необходимо через середину туловища провести дугу, которая будет соответствовать изгибу тела. Из точки на прямой восстановить перпендикуляр, пересекающий дугу. Место пересечения дуги и перпендикуляра считать ЦТ туловища (рис. 2).

Определение положения центров тяжести звеньев тела человека

Рис. 2. Определение положения ЦТ туловища (Е.Г. Котельникова, 1974)