Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела - страница 16
На рис. 2.3 руки (кисти) находятся в очевидном контакте с коробкой. Каждый сегмент кисти также находится в контакте со смежным сегментом предплечья. Кроме контакта коробки с кистями и контактов кисти и предплечья, каждая рука находится «в контакте» с силой тяжести. Соответственно, у нас имеются три возможных «имени» для необозначенных векторов. Мы можем еще более сузить имя (источник), понимая, что в данном случае источник может оказывать только давление (действие, направленное от источника), или тягу (действие, направленное к источнику). Давление или тяга, оказываемые предплечьями, должны находиться с ними в одной линии. Поскольку Пр. и Лев. в одной линии с предплечьями не находятся, мы можем предплечьями, как источниками векторов, пренебречь. Коробка будет давить на кисти и таким образом являться вероятным источником векторов Пр. и Лев. Сила тяжести также является вероятной, поскольку в данном случае именно она тянет кисти к земле. Без дальнейшей информации нам не определить, что именно является источником векторов Пр. и Лев — действие силы тяжести на правую и левую кисть или действие на них же коробки.
Если бы были известны масштаб и длина векторов Пр. и Лев. можно было бы сделать конечное определение векторов. Если мы возьмем масштаб 10 см = 30 кг, и векторы Пр. и Лев. будут каждый по 5 см, то величина каждой из сил окажется равной 15 кг. Поскольку коробка действует на каждую кисть с силой 6,8 кг, то она, по всей вероятности, и является источником векторов Пр. и Лев.
Сила тяжести — это сила, действующая на любое тело, находящееся вблизи земной поверхности. Сила тяжести придает вес предметам, который обычно равен массе предмета, умноженной на ускорение свободного падения:
(P = mg) Вес = масса х 9,8 м/с>2 (величина ускорения свободного падения).
Величина веса, который является силой, выражается в ньютонах в Метрической системе. В Метрической системе мер единицей массы служит килограмм. Единицы массы являются скалярными величинами (не имеющими линии и направления действия), тогда как ньютон является единицей силы, обладающей векторными характеристиками.
Сила тяжести является наиболее постоянной силой, с которой сталкивается тело человека, и ведет она себя вполне предсказуемо. Как величина векторная, ее можно полностью описать при помощи точки приложения, линии действия/направления и величины. Хотя сила тяжести действует во всех точках предмета, основной ее точкой приложения является центр тяжести (ЦТ). Центр тяжести является гипотетической точкой концентрации массы и точкой, в которой происходит действие силы тяжести.
В симметричном предмете ЦТ расположен в геометрическом центре предмета (рис. 2.4,а).
В асимметричном предмете ЦТ смещен к более тяжелому концу, где масса равномерно распределена вокруг точки (рис. 2.4,b).
На рис. 2.4,с изображен костыль, который показывает, что ЦТ — на самом деле точка гипотетическая, и она совершенно не обязательно должна находиться внутри собственно предмета.
Рис. 2.4.Центр тяжести предмета:
>а — симметричного; b — несимметричного; с — ЦТ находится вне границ предмета
Но даже если ЦТ находится вне границ предмета, он все равно продолжает оставаться точкой, на которую действует сила тяжести. Расположение ЦТ любого предмета можно произвести достаточно большим количеством методов, рассмотрение которых не входит в задачу данной книги. Однако ЦТ предмета можно всегда приблизительно вычислить по точке равновесия (предполагая, что вы можете сбалансировать этот предмет на одном пальце или точечной опоре).
Линия действия и направление силы тяжести — всегда вертикально вниз, к центру Земли, независимо от ориентации предмета в пространстве. Обычно вектор силы тяжести называют линией силы тяжести (ЛСТ) или линией гравитации (ЛГ). Длина линии тяжести при изучении других взаимосвязей может быть масштабирована или выражена несколько произвольно. Лучше всего представлять ее себе в виде отвеса, верхний конец которого прикреплен к ЦТ предмета. Линия отвеса от ЦТ предмета дает точное представление о точке приложения, направлении и линии действия силы тяжести, но не ее величина.