Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела - страница 15
Некоторые силы, такие как сила трения и атмосферное давление, могут действовать как снаружи тела, так и внутри.
Векторы сил. Все силы, независимо от источника, или объекта приложения, являются векторными величинами и могут быть описаны при помощи:
• точки приложения или направления воздействия;
• линии;
• величины (количества) прилагаемой силы.
Вектор силы традиционно изображают в виде стрелки: 1) стрелка указывает точку приложения на объекте; 2) стержень указывает направление действия силы; 3) определенную длину, указывающую на количество прилагаемой силы (величину). В метрической системе мер единицей измерения силы является ньютон (H)[1]. Дополнительной единицей измерения, принятой в метрической системе, является дина (1 дина = 10>-5 H) и килограмм-сила (1 кгс ~ 10 H). На рис. 2.1 показана рука, толкающая книгу. Сила воздействия руки на книгу обозначена вектором («рука-книга» — РК).
Рис. 2.1.Вектор РК (рука-книга) представляет собой величину и направление силы, действующей со стороны руки на книгу
Точка приложения находится на корешке книги, линия и направление действия обозначают направление давления, длина вектора указывает на величину усилия. Длина вектора обычно берется в масштабе, пропорциональном величине усилия. Например, если мы возьмем масштаб типа: 4,5 кг = 0,64 см, то стрелка в 0,95 см будет соответствовать силе в 6,8 кг. Однако длину вектора не всегда надо изображать в масштабе. Линию действия каждого вектора можно рассматривать как бесконечно длинную, т. е. любой вектор можно продолжать бесконечно в любом направлении, если это поможет в определении отношения этого вектора с другими векторами или объектами. Однако в случае заданного масштаба длина вектора не должна быть произвольной.
Пример вектора (в данном случае — вектор МК), описывающего силу, с которой мышца действует на костный рычаг в теле, показан на рис. 2.2.
Рис. 2.2.Вектор «мышца-кость» (МК) представляет собой тягу кости мышцей силой в 10 кг
Эту силу можно называть «мышца-кость» (МК). Точка приложения силы находится на кости, которая и является объектом воздействия. Линия и направление действия указывают в направлении мышечной тяги, а величина силы (использован масштаб 1 см = 4,5 кг) равна 9 кг.
Обозначения сил. Когда при обозначении используется традиция идентификации сил «предмет на предмет», первой частью обозначения силы всегда будет источник силы, а второй — объект, на который она действует. Это означает, что точка приложения всегда находится на втором обозначаемом объекте (объект приложения силы всегда становится ее «именем»). Линия действия и направление силы будут в случае тяги направлены к источнику, а в случае толчка — от источника. Источник толчка (давления) или тяги всегда становится «фамилией» силы.
На рис. 2.3 показан человек, держащий в обеих руках ящик весом в 30 кг. На рисунке можно, используя традицию, о которой мы только что говорили, идентифицировать и обозначить два вектора. Точка приложения вектора Пр. (действие веса коробки на правую руку) находится на правой руке и вектора Лев. (действие веса коробки на левую руку) — на левой руке. Таким образом, Пр. можно предварительно обозначить как «действие предмета на правую руку», а Лев, — как «действие предмета на левую руку».
Рис. 2.3.Примеры векторов Пр. и Лев., представляющих собой контакт (давление) 15 кг коробки на каждую руку, где Пр. — коробка на правой руке, а Лев. — коробка на левой руке
Источник большинства сил, воздействующих на предмет (тело), должен касаться или входить в контакт с объектом. Основным исключением из этого правила, если мы рассматриваем силы, действующие на человеческое тело, является сила тяжести. В качестве допущения принято представлять себе, что сила тяжести «контактирует» со всеми предметами на земле. Нам следует исходить из такого допущения и придерживаться того правила, что сила, действующая на сегмент в теле человека, должна исходить из чего-то касающегося этого сегмента:
• силы, воздействующие на предмет, исходят от вещей, касающихся этого предмета;
• сила тяжести действует на все предметы на земле (т. е. всегда находится в контакте с ними).