Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела - страница 11

Для определения действия сил окружающей среды при изучении движений человека в водной среде, а также в полете в воздухе с большой скоростью необходимо знать расположение центра объема (ЦО) и центра поверхности (ЦП).

Центр объема тела расположен в точке пересечения плоскостей, делящих тело на две равные по объему половины. С погружением в воду на тело действуют силы давления воды. Точка приложения равнодействующей всех сил давления воды на поверхность тела и называется центром объема тела. ЦО можно рассматривать так же, как ОЦТ объема воды, вытесненной погружением тела человека в воду и имеющей форму погруженных частей тела.

В то же время на тело действуют силы тяжести, равнодействующая которых приложена к ОЦТ. Когда ЦО и ОЦТ расположены на одной вертикали, тогда, в зависимости от соотношения величин сил тяжести и давления воды, тело либо всплывает, либо тонет, либо остается неподвижным в воде. Если ЦО и ОЦТ находятся не на одной вертикали, то еще возникает пара сил, вызывающих вращение тела.

У человека ЦО расположен несколько выше его ОЦТ. Это объясняется тем, что содержащийся в грудной клетке воздух делает верхнюю половину тела более легкой, поэтому ОЦТ смещен несколько в сторону ног. В связи с этим человек при спокойном положении на воде во время вдоха начинает поворачиваться, опускаясь ногами вниз. Если руки сместить в сторону головы, то можно совместить ЦО и линию тяжести, тогда тело уравновесится.

По данным Иваницкого, ЦО расположен выше ОЦТ на 26 см, в зависимости от особенностей телосложения. Естественно, что с изменением позы тела изменяется и расположение ЦО.

Во время движения человека со значительной скоростью через воздушную среду силы сопротивления воздушной среды зависят от площади лобовой поверхности тела. Равнодействующая всех сил сопротивления среды приложена к центру поверхности. Граница поверхности сопротивления определяется по проекции границы тела на плоскость, перпендикулярную направлению движения тела относительно среды.

У тела человека, стоящего в выпрямленном положении, ЦП тела при движении в переднезаднем направлении располагается выше ОЦТ.

В безопорном положении при движении в воздухе, например при прыжках на лыжах с трамплина, изменение позы вызывает изменения и лобовой поверхности тела (вместе с лыжами), а следовательно и ЦП. Когда ЦП ниже ОЦТ, лыжник вращается головой вперед. Если ЦП оказывается выше ОЦТ, то тело получает вращение головой назад. При расположении ОЦТ и ЦП на одной линии, параллельной направлению полета, вращения не возникает.

Человеческий скелет, говоря буквально, представляет собой систему компонентов или рычагов. Рычаг может иметь любую форму, и каждую длинную кость можно представить себе в виде твердого стержня, который может передавать, принимать, модифицировать силу и движение. Кинематические переменные для данного движения могут включать в себя: 1) тип происходящего движения; 2) местоположение движения; 3) направление движения; 4) амплитуду движения; 5) частоту или длительность движения.

Существуют три типа движений, характерных для любого твердого объекта, или три траектории, по которым твердый объект может двигаться. В человеческом теле мы будет рассматривать траекторию, по которой идет один или более его компонентов-рычагов.

Вращательное (угловое, пронация, супинация) движение — это движение объекта или сегмента вокруг фиксированной оси по криволинейной траектории. Каждая точка на объекте или сегменте проходит тот же самый угол, в одно и то же время, на одинаковом расстоянии от оси вращения. Поскольку все движения человека должны происходить в суставах, представляется, что задачей мышц является вращение костного рычага вокруг относительно фиксированной оси (рис. 1.1).

Рис. 1.1.Вращательное движение (ротация). Каждая точка сегмента «предплечье/кисть» движется под одинаковым углом, одновременно и на постоянном расстоянии от оси вращения (А)

Очень немногие суставы в человеческом теле движутся вокруг истинно фиксированных осей, вряд ли такие суставы есть вообще. Аналогично трудно встретить рычаг, который оставался бы полностью фиксированным в то время, когда движутся остальные. В целях большей простоты, движение суставов обычно описывают так, как если бы оно представляло собой чистое вращение одного движущегося сегмента на другом, неподвижном. В некоторых случаях такое упрощение годится, но отнюдь не во всех.