Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела - страница 22

Предположим, что изображенная на рис. 2.17 книга находится точно на середине стола. На стол теперь действуют две силы в одной точке и по одной линии (векторы СТ. и КС изображены раздельно, чтобы они не сливались друг с другом). «Сила тяжести стола» (СТ.) и «книга-стол» (КС) являются частями одной и той же линейной системы сил. Чистый эффект действия СТ. и КС на стол может быть представлен вектором, идущим от ЦС стола, равным по величине -10 кг. Стол не может находиться в равновесии, если на него действует только одна эта сила. Должна существовать, по меньшей мере, еще одна.

Источником любой дополнительной силы, действующей на стол, должно быть нечто, находящееся со столом в контакте. Единственное, что может осуществлять контакт со столом на рис. 2.17 — пол. Так как любой контакт между двумя предметами должен создавать силу, то вектор, относящийся к столу, будет называться «пол-стол» (ПС). Если стол находится в состоянии покоя, сумма действующих на него сил должна быть равна нулю. Соответственно, ПС должна быть равна по величине и противоположна по направлению равнодействующей сил СТ. и КС. ПС по величине +10 кг. Точка ее приложения находится в центре тяжести стола, поскольку именно он является гипотетической точкой концентрации массы. Сила ПС может быть также приложена к реальным точкам контакта, т. е. к каждой из ножек стола. На рис. 2.17 показано распределение веса по четырем ножкам, чтобы избежать лишних линий на рис., но следует при этом понимать, что ПС можно рассматривать как силу, действующую в ЦС стола и, соответственно, как часть той же линейной системы сил, как СТ и КС (ПС = ПС_>4 + ПС_>2 + ПС_>3 + ПС_>4).

* * *

Рис. 2.18.Линейная система сил, образованная действием силы тяжести на кисть (СТК), «кисть-гиря» (КГир) и предплечья на кисть (ПрК)

* * *

На рис. 2.17 есть еще один вектор силы. «Стол-пол» является реакцией на давление «пол-стол» (ПС). ТП должна существовать, поскольку сам факт контакта стола и пола требует, чтобы и стол, и пол действовали с силой друг на друга. ТП равна по величине и противоположна по направлению ПТ. Она тем не менее не оказывает непосредственного влияния на равновесие стола, потому что его равновесию могут способствовать только те силы, которые имеют точку приложения на объекте. Аналогичным образом силы «стол-книга» и сила тяжести книги, если показывать их в точном расположении, будут накладываться сила тяжести — стол и книга — стол. При всем совпадении эти векторы не являются частями одной и той же системы линейных сил, поскольку приложены они к разным объектам.

На рис. 2.18 сегмент кисти человека, держащего гирю, находится в равновесии. На этот сегмент действует сила тяжести, собственно гиря, а также дистальный сегмент предплечья.

Все векторы — ГК (сила тяжести кисти ГК («гиря-кисть») и ПрК («предплечье-кисть») действуют на кисть и имеют на ней совпадающие точки приложения и линии действия. Таким образом, они относятся к одной и той же системе линейных сил. Сила тяжести (ГК) и тяга гири (КГир) действуют в отрицательном направлении (вниз). Величина ГК равна собственному весу кисти (1 кг). Величину ПрК тоже несложно определить, если сначала посмотреть на гирю. Если гиря весит 3 кг («сила тяжести-гиря»), то тогда сила («кисть-гиря») должна равняться +3 кг, если только гиря больше ничего не касается, и она находится в равновесии. Если кисть тянет гирю вверх с силой +3 кг, то гиря тоже тянет кисть, но вниз, с силой -3 кг. Таким образом, величина ПрК равна -3 кг. Две направленные вниз силы (ПрК и ГК), если кисть находится в равновесии, уравновешены тягой, осуществляемой предплечьем вверх (ПрК), которая должна быть положительной по направлению и равна по величине сумме ГК + ПрК (+4 кг). Хотя справедливо, что силы, возникающие в результате контакта предметов, всегда являются парными и всегда действуют на соприкасающиеся и разные предметы, силой реакции на одном предмете всегда можно пренебречь, если она не создает проблем руке.