Bestimmung des allgemeinen Schwerpunkts des menschlichen Körpers. Bestimmung des allgemeinen Schwerpunkts des menschlichen Körpers: Methodische Empfehlungen für das Studium eines Biomechanik-Kurses für Studierende der Fakultät für Leibeserziehung. Biomechanik motorischer Aktionen

Geometrie der Körpermassen

Biomechanik motorischer Aktionen

Vorlesung 5

Thema 1.4. Biodynamik menschlicher Bewegungen. Geometrie der Masse des menschlichen Körpers: Massen und Trägheitsmomente der Glieder des menschlichen Körpers, allgemeiner und besonderer Massenschwerpunkt des Körpers und seiner Glieder, Volumenmittelpunkt und Mittelpunkt der Körperoberfläche.

Kräfte in menschlichen Bewegungen. Äußere Kräfte als Maß für die Einwirkung äußerer Körper, der Umwelt und der Belastung auf den menschlichen Körper. Trägheitskräfte äußerer Körper, elastische Verformungskräfte, Schwerkraft und Gewicht, Stützreaktionskräfte. Die Rolle von Kräften in menschlichen Bewegungen. Innere Kräfte als Maß für das Zusammenwirken von Körperteilen und Geweben des menschlichen Körpers.

Kräfte in den passiven Elementen des menschlichen motorischen Systems. Intraabdominelle Druckkräfte. Experimentelle und analytische Methoden zur Bestimmung von Schnittgrößen.

Bruchteile der gesamten mechanischen Energie. Satz von Koenig. Bewegungsarbeit: Innen- und Außenarbeit, Vertikal- und Längsarbeit. Einsparung mechanischer Energie: Energieaustausch, Energieübertragung von Glied zu Glied, Nutzung potentieller Energie der elastischen Verformung von Muskeln und Sehnen.

Methoden zur Messung von Arbeit und Energie bei menschlichen Bewegungen.

Die Geometrie der Körpermassen (Verteilung der Körpermassen) wird durch Indikatoren wie das Gewicht (Masse) einzelner Körperteile, die Lage der Massenschwerpunkte einzelner Teile und des gesamten Körpers, Trägheitsmomente usw. charakterisiert.

Das Gewicht einzelner Körperteile hängt vom Gewicht des gesamten Körpers ab. Ungefähre Werte des relativen Gewichts von Körperteilen (in Prozent des Gewichts des gesamten Körpers) sind in Abb. 23 (Zahlen rechts neben der menschlichen Figur).“ Diese Daten eignen sich nur als grobe erste Orientierung:

Das relative Gewicht einzelner Körperteile ist nicht konstant. Wenn zum Beispiel eine Person (60 kg) wog , Nachdem er sich erholt hatte, begann er 90 kg zu wiegen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass alle Teile seines Körpers, insbesondere Füße, Hände und Kopf, ebenfalls um das 1,5-fache schwerer wurden. Genauer können Sie das Gewicht einzelner Körperteile mithilfe der in der Tabelle angegebenen Regressionsgleichungen bestimmen. 2

Der Schwerpunkt eines starren Körpers ist ein genau definierter Fixpunkt, der seine Position relativ zum Körper nicht ändert. Der Schwerpunkt eines Körpersystems kann seine Lage ändern, wenn sich die Abstände zwischen Punkten dieses Systems ändern.

In der Biomechanik unterscheidet man zwischen den Schwerpunkten einzelner Körperteile (z. B. Unterschenkel oder Unterarm) und dem Schwerpunkt des gesamten Körpers.

Bei einer im Hauptstand stehenden Person liegt die horizontale Ebene, die durch den GCM verläuft, ungefähr auf der Höhe des zweiten Kreuzbeinwirbels. In Rückenlage verschiebt sich das GCM um ca. 1 % in Richtung Kopf; bei Frauen liegt sie im Durchschnitt 1-2 % niedriger als bei Männern; bei Vorschulkindern ist sie deutlich höher als bei Erwachsenen (z. B. bei einjährigen Kindern im Durchschnitt um 15 %).

Wenn sich die Körperhaltung ändert, verschiebt sich die zentrale Masse des Körpers auf natürliche Weise und kann in manchen Fällen, insbesondere beim Vor- und Zurückbeugen, außerhalb des menschlichen Körpers liegen - Abb. 24.

Um die Position des GCM des Körpers zu bestimmen, werden entweder experimentelle oder rechnerische Methoden verwendet. Eine der einfachsten Versuchsmethoden ist das Wiegen einer Person in einer ausgewählten Position auf einer speziellen Plattform mit drei Stützpunkten. Einer von ihnen ruht auf einer festen Basis und die anderen beiden ruhen auf Schuppen (Abb. 25). Die Messwerte der Waagen (ohne Person) Fa und F b geben den Druck an, der auf der Waage der Plattform selbst ausgeübt wird. Bestimmen Sie nach dem Wiegen einer Person die Waagenwerte F Az Und F IN] . Wenn wir die Linien AC und BC wiederum als Rotationsachsen betrachten, können wir Momentengleichungen für ein System im Gleichgewicht aufstellen. Von hier:

Viel häufiger als experimentelle Methoden werden Berechnungsmethoden verwendet. Um die Koordinaten des COM des Körpers in einer beliebigen Pose durch Berechnung zu bestimmen, müssen Sie Folgendes wissen: 1) die Position einzelner Körperteile, 2) das Gewicht der einzelnen Körperteile und 3) die Position von das COM einzelner Körperteile.

Die Position einzelner Körperteile wird anhand von Filmogrammen, Fotos oder auf andere Weise (z. B. vom Bildschirm eines Videorecorders) bestimmt; Gewicht - gemäß den in der Tabelle angegebenen Gleichungen. 2. Was die CM einzelner Glieder betrifft, wird angenommen, dass sie sich auf den Längsachsen befinden, die die Gelenkzentren verbinden. In Abb. 23 auf der linken Seite gibt die Abstände zwischen den Achsen der Gelenke (Tabelle 3) und den Mittelpunkten an

Masse an Links. Um die Position des CM eines Körpers durch Berechnung zu bestimmen, wird am häufigsten der Satz von Varignon verwendet: Die Summe der Kräftemomente relativ zu einer Achse ist gleich dem Moment der resultierenden Kraft relativ zu dieser Achse.

Derzeit wurden Methoden entwickelt, um die Position des COM des Körpers einzelner Glieder automatisch zu berechnen: Der Computer selbst zeichnet Konturbilder des Sportlers (Computer-Stick-Diagramme) und gibt auf ihnen die Positionen des COM an (Abb. 26).

Die Haltung und Bewegungen eines Menschen werden durch den besonderen Aufbau der kinematischen Kette bestimmt, bestehend aus einzelnen Körpersegmenten (Achsensegment – ​​Wirbelsäule, Segmente: Kopf, Hals, obere Gliedmaßen, Brustsegment, Rumpf, Segmente der unteren und oberen Gliedmaßen). ). Diese Konstruktion wird Ausrichtung genannt. Körpersegmente (Abb. 44) sind strukturelle und funktionelle Einheiten des Körpers, die durch gemeinsame Ausrichtungsprinzipien verbunden sind. Körpersegmente sind relativ zur starren Struktur des Körpers – dem Skelett – ausgerichtet. Diese Ausrichtung wird als Skelettgleichgewicht bezeichnet.

Reis. 44. Körpersegmente

Jedes Körpersegment zeichnet sich durch Form, Masse und Bewegungsumfang im Verhältnis zu anderen Segmenten aus. Mögliche Bewegungen eines Segments werden durch die Eigenschaften der Gelenke des Segments bestimmt. In der Biomechanik gibt es die Konzepte „Geometrie der Form“, „Geometrie der Masse“, „Geometrie der Gelenke“.

Geometrie der Massen nennt man die Massenverteilung zwischen den Gliedern des Körpers und innerhalb der Glieder. Die Geometrie von Massen wird durch Massenträgheitseigenschaften quantitativ beschrieben. Die wichtigsten davon sind Masse, Trägheitsradius, Trägheitsmoment und Koordinaten des Massenschwerpunkts.

Die Masse charakterisiert die Trägheit eines Körpers während der Translationsbewegung. Bei der Rotation hängt die Trägheit nicht nur von der Masse ab, sondern auch davon, wie diese relativ zur Rotationsachse verteilt ist. Je größer der Abstand der Verbindung zur Drehachse ist, desto größer ist der Beitrag dieser Verbindung zur Trägheit des Körpers. Ein quantitatives Maß für die Trägheit eines Körpers während der Rotationsbewegung ist Trägheitsmoment:J=Herr 2, Wo R- Trägheitsradius – der durchschnittliche Abstand von der Drehachse (z. B. von der Achse eines Gelenks) zu den materiellen Punkten des Körpers, M- Körpermasse.

Massezentrum ist der Punkt, an dem sich die Wirkungslinien aller Kräfte schneiden, die den Körper zu einer translatorischen Bewegung veranlassen und keine Drehung des Körpers bewirken. In einem Gravitationsfeld (wenn die Schwerkraft wirkt) fällt der Massenschwerpunkt mit dem Schwerpunkt zusammen. Der Schwerpunkt ist der Punkt, auf den die resultierende Schwerkraft aller Körperteile wirkt. Die Lage des Gesamtschwerpunktes des Körpers wird dadurch bestimmt, wo sich die Schwerpunkte der einzelnen Glieder befinden. Und das hängt von der Körperhaltung ab, d.h. darüber, wie Körperteile relativ zueinander im Raum angeordnet sind.

In Abb. 45 zeigt ein Modell des menschlichen Körpers.

Die in Abb. 46 gelten für den „Durchschnittsmenschen“ und werden durch Mittelung der Ergebnisse einer Studie mit vielen Menschen ermittelt. Die individuellen Eigenschaften eines Menschen und vor allem die Masse und Länge des Körpers beeinflussen die Geometrie der Massen.

Reis. 45. Modell des menschlichen Körpers: rechts - die Methode zur Aufteilung des Körpers in Segmente und die Masse jedes Segments (in % des Körpergewichts); links - Lage der Schwerpunkte der Segmente (in % der Segmentlänge)

Die Funktion der unteren Extremitäten eines Menschen wird, wenn wir von vielen körperlichen Übungen absehen, hauptsächlich durch die Unterstützung (Stehposition) und die Fortbewegung (Gehen, Laufen) bestimmt. In beiden Fällen wird die Funktion der unteren Extremitäten im Gegensatz zur oberen Extremität maßgeblich vom allgemeinen Schwerpunkt (GCG) des menschlichen Körpers beeinflusst (Abb. 2.6).

Reis. 2.6. Lage des allgemeinen Schwerpunkts bei verschiedenen Steharten: 1 - wenn angespannt; 2 - mit anthropometrisch; 3 - mit Ruhe

Bei vielen Problemen der Mechanik ist es bequem und akzeptabel, die Masse eines Körpers so zu betrachten, als ob sie an einem Punkt konzentriert wäre – dem Schwerpunkt (CG). Da wir die Kräfte analysieren müssen, die bei körperlicher Betätigung und im Stehen (im Ruhezustand) auf den menschlichen Körper einwirken, sollten wir wissen, wo sich der Schwerpunkt bei einer Person normalerweise und in der Pathologie (Skoliose, Coxarthrose, Zerebralparese, Amputation einer Gliedmaße, usw.).

In der allgemeinen Biomechanik ist es wichtig, die Lage des Schwerpunkts (CG) des Körpers, seine Projektion auf die Stützfläche sowie die räumliche Beziehung zwischen dem Schwerpunktvektor und verschiedenen Gelenken zu untersuchen (Abb. 2.7). Dadurch können wir die Möglichkeiten von Gelenkblockaden untersuchen und kompensatorische und adaptive Veränderungen im Bewegungsapparat (MSA) bewerten. Bei erwachsenen Männern liegt der GCT (im Durchschnitt) 15 mm hinter der Vorder-Unterkante des Körpers des fünften Lendenwirbels. Bei Frauen liegt der Schwerpunkt durchschnittlich 55 mm vor der Vorder-Unterkante des ersten Kreuzbeinwirbels (Abb. 2.8).

In der Frontalebene ist der GCT leicht nach rechts verschoben (um 2,6 mm bei Männern und 1,3 mm bei Frauen), d. h. das rechte Bein wird etwas stärker belastet als das linke.

Reis. 2.7. Arten der stehenden menschlichen Körperhaltung: 1 - anthropometrische Position; 2 - ruhige Position; 3 - angespannte Position: Ein Kreis mit einem Punkt in der Mitte, der sich im Beckenbereich befindet, zeigt die Position des allgemeinen Körperschwerpunkts an; im Kopfbereich - die Lage des Schwerpunkts des Kopfes; im Handbereich - die Lage des allgemeinen Schwerpunkts der Hand. Schwarze Punkte zeigen die Querachsen der Gelenke der oberen und unteren Gliedmaßen sowie des Atlantookzipitalgelenks

Reis. 2.8. Zentrumslage

Schweregrad (CG): a – bei Männern; b - bei Frauen

Der Gesamtschwerpunkt (GKG) des Körpers setzt sich aus den Schwerpunkten einzelner Körperteile (Teilschwerpunkte) zusammen (Abb. 2.9). Daher bewegt sich beim Bewegen und Bewegen der Masse von Körperteilen auch der allgemeine Schwerpunkt, aber um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, sollte seine Projektion nicht über die Auflagefläche hinausragen.

Reis. 2.9. Lage der Schwerpunkte einzelner Körperteile

Reis. 2.10. Die Lage des allgemeinen Körperschwerpunkts: a – für Männer gleicher Größe, aber unterschiedlicher Statur; wird für Männer unterschiedlicher Größe verwendet; c – für Männer und Frauen

Die Höhe der GCT-Position variiert je nach Person erheblich und hängt von einer Reihe von Faktoren ab, zu denen vor allem Geschlecht, Alter, Körpertyp usw. gehören (Abb. 2.10).

Bei Frauen ist der BCT meist „etwas niedriger als bei Männern“ (siehe Abb. 2.8).

Bei Kleinkindern liegt der Körperschwerpunkt höher als bei Erwachsenen.

Wenn sich die relative Position von Körperteilen ändert, ändert sich auch die Projektion seines GCT (Abb. 2.11). Gleichzeitig verändert sich auch die Stabilität des Körpers. Bei der Ausübung von Sportarten (Lehrübungen und Training) und bei der Durchführung von therapeutischen Gymnastikübungen ist dieses Thema von großer Bedeutung, da bei größerer Körperstabilität Bewegungen mit größerer Amplitude ausgeführt werden können, ohne das Gleichgewicht zu stören.

Reis. 2.11. Die Position des allgemeinen Schwerpunkts für verschiedene Körperpositionen

Die Stabilität des Körpers wird durch die Größe der Auflagefläche, die Höhe des zentralen Körperschwerpunkts und die Lage der Vertikalen, vom Schwerpunkt abgesenkt, innerhalb der Auflagefläche bestimmt (siehe Abb. 2.7).

Je größer die Auflagefläche und je tiefer die Körpermitte liegt, desto größer ist die Stabilität des Körpers.

Der quantitative Ausdruck des Stabilitätsgrades des Körpers in einer bestimmten Position ist Stabilitätswinkel(UU). UU ist der Winkel, den eine vom zentralen Körperschwerpunkt abgesenkte Vertikale und eine vom Körperschwerpunkt zum Rand der Auflagefläche gezogene Gerade bilden (Abb. 2.12). Je größer der Stabilitätswinkel, desto größer ist die Stabilität des Körpers.

Reis. 2.12. Stabilitätswinkel bei Reis. 2.13. Schultern der Schwerkraft

Durchführung der „Spagat“-Übung: in Bezug auf die Querachsen

a - Rückwärtsstabilitätswinkel; Rotation in der Hüfte, im Knie

p - Vorwärtsstabilitätswinkel; und Knöchelgelenke unterstützend

R - Schwerkraft der Beine des Skaters

(laut M.F. Ivanitsky)

Die von der Körpermitte abgesenkte Vertikale verläuft in einem gewissen Abstand von den Drehachsen der Gelenke. In dieser Hinsicht hat die Schwerkraft in jeder Körperposition eine bestimmte Kraft in Bezug auf jedes Gelenk. Moment der Drehung, gleich dem Produkt aus der Größe der Schwerkraft und ihrer Schulter. Schulter der Schwerkraft ist eine Senkrechte, die von der Gelenkmitte zur Vertikalen gezogen wird und vom Körperschwerpunkt abgesenkt ist (Abb. 2.13). Je größer der Schwerkraftarm ist, desto größer ist das Rotationsmoment, das er im Verhältnis zum Gelenk hat.

Die Masse von Körperteilen wird auf verschiedene Weise bestimmt. Wenn die absolute Masse von Körperteilen bei verschiedenen Menschen erheblich variiert, ist die relative Masse, ausgedrückt als Prozentsatz, ziemlich konstant (siehe Tabelle 5.1).

Daten zur Masse von Körperteilen sowie zur Lage von Teilschwerpunkten und Trägheitsmomenten in der Medizin (für die Konstruktion von Prothesen, orthopädischen Schuhen etc.) und im Sport (für die Konstruktion von Sportgeräten, Schuhen). usw.) sind sehr wichtig. ).

Transkript

1 STAATLICHE UNIVERSITÄT KALININGRAD, ABTEILUNG FÜR THEORIE UND METHODEN DER KÖRPERERZIEHUNG, BESTIMMUNG DES GEMEINSAMEN SCHWERPUNKTS DES MENSCHLICHEN KÖRPERS. Methodische Empfehlungen für das Studium des Studiengangs Biomechanik für Studierende der Fakultät für Körpererziehung Kaliningrad 1996

2 Bestimmung des allgemeinen Schwerpunkts des menschlichen Körpers: Methodische Empfehlungen für das Studium eines Biomechanik-Kurses für Studierende der Fakultät für Leibeserziehung / Kaliningrad. univ. - Komp. V.V. Fedotow. - Kaliningrad, S. Offenbart wird ein Verfahren zur Bestimmung des allgemeinen Schwerpunkts des menschlichen Körpers durch grafische und analytische Methoden. Konzipiert für Studierende der Fakultät für Leibeserziehung, die einen Studiengang in Biomechanik studieren. Zusammengestellt von V.V. Fedotow. Veröffentlicht durch Beschluss des Redaktions- und Verlagsrates der Kaliningrader Staatlichen Universität. Staatliche Universität Kaliningrad, 1996

3 Bestimmung des allgemeinen Schwerpunkts des menschlichen Körpers Methodische Empfehlungen für das Studium eines Biomechanikkurses für Studierende der Fakultät für Leibeserziehung zusammengestellt von Vladislav Vladimirovich Fedotov Lizenziert von der Stadt Herausgeber L.G. Vantseva. Für den Druck signiert. Format /16. Papier für Vervielfältigungsgeräte. Risograph. Bedingt Ofen l. 1.4. Akademische Hrsg. l. 1.3. Auflage 150 Exemplare. Befehl. Staatliche Universität Kaliningrad, Gebiet Kaliningrad, st. A. Newski, 14.

4 INHALT Einleitung Theoretische Informationen Verteilung des menschlichen Körpergewichts Bestimmung des Schwerpunkts des menschlichen Körpers auf grafische Weise Bestimmung des Schwerpunkts der Glieder des menschlichen Körpers Bestimmung des Schwerpunkts zweier Glieder Bestimmung des Schwerpunkts des menschlicher Körper (für eine gegebene Pose) Bestimmung des Schwerpunkts des Körpers auf analytische Weise Liste der empfohlenen Literatur

5 EINFÜHRUNG Bei vielen körperlichen Übungen und sportlichen Bewegungen muss eine Person eine stationäre Körperhaltung beibehalten: zum Beispiel als Ausgangsposition (Ausgangsposition); als Mittelstufe (alle Arten von Aufhängen, Stützen, Ständern im Turnen); als letztes (Fixieren der Hantel mit ausgestreckten Armen). Gleichzeitig befindet sich der menschliche Körper als biomechanisches System (seine Elemente sind einzelne Glieder des menschlichen Körpers) im Gleichgewicht, dessen Stabilitätsgrad durch die Lage des allgemeinen Schwerpunkts (GC) des Sportlers charakterisiert wird Körper. Mit anderen Worten werden verschiedene statische Positionen anhand der Position des GCT des menschlichen Körpers beurteilt. Bei körperlichen Übungen verändert ein Mensch den Auflagebereich, die relative Lage der Körperteile, also die Körperhaltung – und damit die Lage des Körperschwerpunkts im Verhältnis zur Auflagekontur. All dies führt zu einer Änderung der mechanischen Indikatoren der Gleichgewichtsstabilität. Der Grad der Anspannung bestimmter Muskelgruppen hängt von der Lage des Schwerpunkts (CG) des entsprechenden Glieds und der darüber liegenden Glieder ab. Um die Haltung aufrechtzuerhalten, ist die aktive Beteiligung des neuromuskulären Systems notwendig. Daher ermöglicht die Beurteilung der statischen Position, den Zusammenhang zwischen den biomechanischen Eigenschaften des Körpers herzustellen, um den gesundheitsfördernden und pädagogischen Wert körperlicher Bewegung zu ermitteln. Daraus folgt, dass die Kenntnis der Position des GCT des menschlichen Körpers für die biomechanische Analyse und für die Lösung vieler unabhängiger Probleme in der Mechanik sportlicher Bewegungen wichtig ist. 4

6 I. THEORETISCHE INFORMATIONEN Um die Gründe für Bewegungsänderungen aufzudecken, werden der Bewegungsmechanismus und dynamische Eigenschaften verwendet. Dazu gehören Trägheitseigenschaften (Merkmale der sich bewegenden Körper selbst) und Kraft (Merkmale der Wechselwirkung von Körpern). Trägheitseigenschaften offenbaren die Merkmale der Interaktion zwischen dem menschlichen Körper und den von ihm bewegten Körpern. Die Erhaltung und Änderung der Geschwindigkeit hängt von den Trägheitseigenschaften ab. Alle physischen Körper haben die Eigenschaft der Trägheit (oder Trägheit), die sich in der Erhaltung der Bewegung sowie in den Merkmalen ihrer Veränderung unter dem Einfluss von Kräften äußert. Ein Maß für die Trägheit eines Körpers bei translatorischer Bewegung ist seine Masse. Um eine Reihe von Problemen zu lösen, ist es notwendig, die Masse des Körpers zu kennen, da sie angibt, wie genau die ausgeübte Kraft die Bewegung des Körpers verändern kann. Die Masse ist ein Maß für die Trägheit eines Körpers bei translatorischer Bewegung. Sie wird durch das Verhältnis der ausgeübten Kraft F zur von ihr verursachten Beschleunigung a gemessen und in Kilogramm gemessen: m = F a ; [m] - kg. (1) Nach dem Gesetz der universellen Gravitation erfahren alle Körper auf der Erde die Anziehungskraft, die auf den Mittelpunkt der Erde gerichtet ist und als Schwerpunkt bezeichnet wird. Die Größe der Schwerkraft ist gleich der Masse des Körpers multipliziert mit der Erdbeschleunigung. Die Schwerkraft eines Körpers ist ein Maß für seine Anziehungskraft auf die Erde (abzüglich des Einflusses der Erdrotation), gemessen in Newton: G = m g; [G] - N. (2) Das Maß für die mechanische Wirkung eines Körpers auf einen anderen ist die Kraft. Eine auf einen Körper ausgeübte Kraft bewirkt eine Änderung seines mechanischen Zustands. Äußert sich eine Änderung des mechanischen Zustandes eines Körpers in einer Geschwindigkeitsänderung, so spricht man von dynamischer Krafteinwirkung. Statische mechanische Einwirkung drückt sich in der Verformung von Körpern aus. Kraft ist ein Maß für den mechanischen Einfluss eines Körpers auf einen anderen zu einem bestimmten Zeitpunkt. Numerisch wird sie durch das Produkt der Masse des Körpers und seiner durch eine gegebene Kraft verursachten Beschleunigung bestimmt und in Newton gemessen: F = m a; [F] - N = kg m s 2. (3) 5

7 Am häufigsten sprechen sie von Kraft und dem Ergebnis ihrer Wirkung nur in Bezug auf die einfachste Translationsbewegung eines Körpers. Alle Bewegungen von Teilen des menschlichen Körpers sind Rotationsbewegungen; zu ihrer Beschreibung wird der Begriff des Kraftmoments eingeführt. Das Kraftmoment ist ein Maß für die Rotationsbewegung einer Kraft auf den Arm. Sie wird durch das Produkt der Kraft mit ihrer Schulter d bestimmt: M = F d; [M] – N m. (4) Kraftarm – der Abstand vom Mittelpunkt des Moments (der Punkt, relativ zu dem das Kraftmoment bestimmt wird) zur Wirkungslinie der Kraft, d. h. a senkrecht abgesenkt vom Punkt, durch den die Rotationsachse verläuft, zur Wirkungslinie der Kraft (Abbildung 1). Abb.1. Momente der Muskelzugkraft (F m dm) und der Schwerkraft des Unterarms (G d G): F m - Muskelzugkraft, d m - Kraftarm, G - Schwerkraft des Unterarms, d G - Kraftarm Das Kraftmoment wird normalerweise als positiv angesehen wenn die Kraft den Körper dazu bringt, sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen (Kraftmoment F m), und negativ, wenn er sich im Uhrzeigersinn dreht (Kraftmoment G). Die auf einen Körper einwirkenden Kräfte werden als Kräftesystem bezeichnet. Eine resultierende Kraft ist eine der Kräfte, die einem Kräftesystem äquivalent (in ihrer Wirkung) sind. Es ersetzt die Einwirkung eines Kräftesystems auf den Körper. 6

8 Kraft ist eine Vektorgröße. Um eine Kraft festzulegen, müssen Sie Folgendes kennen: a) ihre Größe; b) Richtung; c) Anwendungspunkt. Beispiel: Die Schwerkraft eines Körpers wirkt auf seinen Schwerpunkt und ist auf den Erdmittelpunkt gerichtet. Welche Kräfte wirken auf den Gewichtheber (Abb. 2)? 1. Die Schwerkraft seines Körpers oder anderer Körper (Projektile, Partner). 2. Bodenreaktionskraft (Gewicht wirkt auf die Stütze, Bodenreaktion wirkt auf die Person). Dies sind Kräfte außerhalb des menschlichen Körpers (das Ergebnis der Interaktion des menschlichen Körpers mit anderen Körpern – der Erde und der Stütze). Reis. 2. Auf den Gewichtheber wirkende Kräfte: G – Schwerkraft, P Stk. - Gewicht der Stange, R - Stützreaktionskraft. Kräfte als Vektoren können addiert, subtrahiert und multipliziert werden. Addition - Um die Resultierende zweier Kräfte F 1 und F 2 zu bestimmen, ist es notwendig, den Vektor F 2 parallel zu sich selbst zu verschieben und ihn zu - 7 zu kombinieren

9 beginnen mit dem Ende des Kraftvektors F 1. Der resultierende Kraftvektor F R ist gleich dem, der durch Verbinden des Anfangs des Kraftvektors F 1 und des Endes des Kraftvektors F 2 erhalten wird (Abb. 3). F R = F 1 + F F R = F 1 + F2 - Kraftgröße Abb. 3. Addition von Kräften Um die Resultierende paralleler Kräfte zu bestimmen, muss die gleiche Operation der parallelen Übertragung durchgeführt werden, und die Größe der resultierenden Kraft ist gleich der Summe der parallelen Kräfte, wenn sie in eine Richtung gerichtet sind ( Abb. 4) und ihr Unterschied, wenn sie in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind. F R = F 1 + F 2 (7) Abb. 4. Addition paralleler Kräfte 2. MASSENVERTEILUNG DES MENSCHLICHEN KÖRPERS Der menschliche Körper ist ein System beweglich verbundener Glieder. Auf jedes Glied des menschlichen Körpers wirkt die vertikal gerichtete Schwerkraft des Glieds 8

10 Minuten runter. Wenn die Schwerkräfte der Glieder jeweils mit G 1, G 2,... G n bezeichnet werden, dann ist die Resultierende dieser parallelen Kräfte G des Körpers und der Modul (Größe) dieser Kraft gemäß (7), ist gleich: G Körper = G 1 + G G n = n G i i = 1. (8) Bei jeder Drehung des Körpers bleiben die Kräfte an den gleichen Punkten der Verbindungen wirken und behalten ihre vertikale Richtung bei, wobei sie parallel zueinander bleiben andere. Folglich wird die Resultierende der Schwerkraft der Körperglieder in jeder Lage des Körpers durch denselben Punkt des Körpers gehen, der zwangsläufig mit ihm verbunden ist, nämlich den Mittelpunkt der parallelen Schwerkraftkräfte des Körpers Links. Der Punkt, durch den die Wirkungslinie der resultierenden elementaren Schwerkraftkräfte bei jeder Rotation des Körpers im Raum verläuft und der Mittelpunkt paralleler Schwerkraftkräfte ist, wird als allgemeiner Schwerpunkt (GC) des starren Körpers bezeichnet. Da der menschliche Körper kein unveränderlicher fester Körper ist, sondern ein System beweglicher Glieder, wird die Position des Schwerpunkts hauptsächlich durch die Haltung des menschlichen Körpers (d. h. die gegenseitige relative Position der Körperglieder) und den Willen bestimmt verändern sich mit Veränderungen der Körperhaltung. Die Kenntnis der Position des GCT einer Person ist wichtig für die biomechanische Analyse und für die Lösung vieler unabhängiger Probleme in der Mechanik sportlicher Bewegungen. Oftmals beurteilen wir anhand der Bewegung des GCT die Bewegung einer Person als Ganzes, als ob wir das Ergebnis der Bewegung bewerten würden. Anhand der Eigenschaften der Bewegung (Flugbahn, Geschwindigkeit, Beschleunigung) kann man die Technik der Bewegungsausführung beurteilen. Die Lage des Schwerpunkts der geworfenen Projektile bestimmt deren aerodynamische Eigenschaften. In einer nicht unterstützten Position erfolgt die Bewegung aller Teile des menschlichen Körpers um Achsen, die durch das GCG verlaufen. 9

11 Anhand der Körperhaltung des Sportlers bewerten wir seine statischen Positionen (Start-, Mittel-, Endposition), da die Körperhaltung des Sportlers den Grad der Gleichgewichtsstabilität charakterisiert. Reis. 5. Schwerkraftkräfte der Glieder des menschlichen Körpers Der Spannungsgrad bestimmter Muskelgruppen in einer statischen Position hängt von der Verteilung des Körpergewichts (von Strukturmerkmalen) ab und bestimmt die motorischen Fähigkeiten eines Menschen. Wenn man über den GCT des menschlichen Körpers spricht, sollte man nicht an einen geometrischen Punkt denken, sondern an einen bestimmten Raumbereich, in dem sich dieser Punkt bewegt. Diese Bewegung wird durch die Prozesse der Atmung, der Durchblutung, der Verdauung, des Muskeltonus usw. verursacht, d. h. Prozesse, die zu einer ständigen Verschiebung der zentralen Masse des menschlichen Körpers führen. Wir können ungefähr davon ausgehen, dass der Durchmesser der Kugel, innerhalb derer sich das BCT im Ruhezustand bewegt, mm beträgt. Während der Bewegung kann die Verschiebung des Schwerpunkts deutlich zunehmen und dadurch die Technik der Übungsausführung beeinflussen. Jedes Glied und der gesamte menschliche Körper sind ständig den Schwerkraftkräften ausgesetzt, die durch die Anziehung und Rotation der Erde verursacht werden. Wenn ein Körper auf einer Stütze ruht (oder aufgehängt ist), wird er durch die auf ihn wirkende Schwerkraft gegen die Stütze gedrückt (oder von der Aufhängung weggehoben). Diese Einwirkung des Körpers auf die Unterlage (oben oder unten) wird anhand des Körpergewichts gemessen. Das Gewicht eines Körpers (statisch) ist ein Maß für seinen Aufprall im Ruhezustand auf eine ruhende Unterlage (Aufhängung), die ihn am Herunterfallen hindert. Sie ist gleich dem Produkt aus der Körpermasse m und der Erdbeschleunigung g. P = mg ; [P] - H (Newton) (10) Dies bedeutet, dass Schwerkraft und Körpergewicht nicht die gleiche Kraft sind. Auf die Stütze wirkt das Gewicht des menschlichen Körpers und auf den menschlichen Körper (Schwerpunkt) die Schwerkraft. Experimentell (O. Fischer, N.A. Bernstein) wurden die durchschnittlichen Daten zum Gewicht der Körperglieder und der Lage ihrer Schwerpunkte ermittelt. Wenn wir das Körpergewicht als 100 % annehmen, kann das Gewicht jedes Glieds in relativen Einheiten (%) ausgedrückt werden. Bei der Durchführung von Berechnungen ist es nicht erforderlich, das Gewicht des gesamten Körpers oder jedes seiner Glieder in absoluten Einheiten zu kennen. Die Schwerpunkte der Glieder werden entweder durch anatomische Orientierungspunkte (Kopf, Hand) oder durch den relativen Abstand des Schwerpunkts vom Stellvertreter 10 bestimmt

12 kleines Gelenk (Radius des Schwerpunkts - Teil der gesamten Länge der Gliedmaßen) oder je nach Proportion (Rumpf, Fuß). Bei Trainingsberechnungen ist es üblich, das relative Gewicht des Kopfes mit 7 % des Gewichts des gesamten Körpers, Rumpf – 43, Schulter – 3, Unterarm – 2, Hand – 1, Oberschenkel – 12, Unterkörper, zu berücksichtigen Bein - 5, Fuß - 2. Der Schwerpunkt des Glieds wird durch den Abstand von ihm zur Achse des proximalen Gelenks bestimmt - entlang des Radius des Schwerpunkts. Sie wird relativ zur Länge des gesamten Glieds ausgedrückt, das als Ganzes betrachtet wird und vom proximalen Gelenk aus gezählt wird. Für die Hüfte beträgt er etwa 0,44; für den Unterschenkel - 0,42; für die Schulter - 0,47; für den Unterarm - 0,42; für den Körper - 0,44 (messen Sie den Abstand von der Querachse der Schultergelenke zur Achse der Hüftgelenke). Der Schwerpunkt des Kopfes liegt im Bereich der Sella turcica des Keilbeinknochens (Projektion von vorne auf die Kopfoberfläche – zwischen den Augenbrauen, von der Seite – 3-3,5 cm über dem äußeren Gehörgang). Kanal). Der Schwerpunkt der Hand liegt im Bereich des Kopfes des dritten Mittelhandknochens, der Schwerpunkt des Fußes liegt auf der Geraden, die den Tuberculum calcaneus des Calcaneus mit dem Ende des zweiten Fingers verbindet. im Abstand von 0,44 vom ersten Punkt (Abb. 6). elf

13 12 Abb. 6. Lage der Schwerpunktglieder des menschlichen Körpers und ihr relatives Gewicht

14 Wenn man das Gewicht der Glieder und die Radien ihrer Schwerpunkte kennt, ist es möglich, die Lage des Schwerpunkts des gesamten Körpers näherungsweise zu bestimmen. Der allgemeine Schwerpunkt des gesamten Körpers ist ein gedachter Punkt, auf den die resultierenden Kräfte aller Körperteile wirken. In der Grundhaltung befindet es sich im Beckenbereich vor dem Kreuzbein (nach M.F. Ivanitsky). 3. BESTIMMUNG DES ALLGEMEINEN SCHWERPUNKTS DES MENSCHLICHEN KÖRPERS DURCH GRAFISCHE METHODE Die grafische Methode zur Bestimmung des GCG einer Person basiert auf der Addition der parallelen Schwerkraftkräfte der Körperglieder. Bestimmung des Schwerpunkts (CG ) der Glieder des menschlichen Körpers. Die Schwerpunkte von Kopf und Rumpf werden durch anatomische Orientierungspunkte bestimmt. Um die Lage des Schwerpunkts der verbleibenden Glieder zu bestimmen, verwenden Sie die Daten der Radien der Schwerpunkte (k), deren Werte in Abb. dargestellt sind. 6. Dazu ist es notwendig, die Länge des Glieds (l) mit dem entsprechenden Wert des Schwerpunktradius zu multiplizieren: x = l k. (11) Das erzielte Ergebnis wird vom proximalen Gelenk abgezogen. Um beispielsweise den Schwerpunkt der Schulter zu bestimmen (Abb. 7), ist es notwendig, die Länge des Glieds ab mit 0,47 (k = 0,47) zu multiplizieren: Abb. 7. Bestimmung des Schwerpunkts eines Glieds: l - Länge des Glieds, x - Abstand vom proximalen Gelenk zum Schwerpunkt x pl = ab 0,47. Das erhaltene Ergebnis wird von Punkt a verschoben; Finden Sie Punkt A. Bestimmung des Schwerpunkts von zwei Gliedern Um den Schwerpunkt von zwei Gliedern zu bestimmen (z. B. Schulter und Unterarm – Abb. 8), müssen Sie zunächst den Schwerpunkt jedes Glieds ermitteln und 13 verwenden

15 Werte ihrer relativen Gewichte. Die Lage der CG-Links wird wie in Abschnitt 3.1 angegeben bestimmt. Mit anderen Worten: Wir müssen den Angriffspunkt der Resultierenden zweier paralleler Schwerkraftkräfte von Schulter und Unterarm finden. Es ist zu beachten, dass der Angriffspunkt zweier paralleler Kräfte auf der Linie liegt, die die Ursprünge der beiden Vektoren verbindet, in unserem Fall auf der Linie AB, die die Schwerpunkte von Schulter und Unterarm verbindet, und je größer die Kraft ist der Schwerkraft, desto näher ist es ihr. 8. Bestimmung des Schwerpunkts zweier Verbindungen, an denen sich ein Punkt befindet, und umgekehrt. Das heißt, es besteht ein umgekehrt proportionaler Zusammenhang zwischen dem Wert der Kraft und der Entfernung zum gewünschten Punkt. Bezeichnen wir mit l die Länge des Segments AB, x – den Abstand vom Schwerpunkt der Schulter zum gewünschten Punkt und schreiben wir die Gleichheit: woraus wir bestimmen können Р Р x= pl pr x =, l x l P pl + Р pr ð ð. (12) Um also die Lage des Schwerpunkts zweier Verbindungen zu bestimmen, ist es notwendig, die Länge des Segments, das den Schwerpunkt dieser Verbindungen verbindet, durch die Summe ihrer relativen Gewichte zu dividieren und mit dem relativen Gewicht eines dieser Verbindungen zu multiplizieren die Links, dann legen Sie das resultierende Ergebnis aus dem CG des zweiten Links beiseite. Wenn wir das Segment x von Punkt A beiseite lassen, finden wir den gemeinsamen Schwerpunkt von Schulter und Unterarm (Punkt I). Bestimmung des allgemeinen Schwerpunkts des menschlichen Körpers für eine gegebene Pose 14

16 Um den Schwerpunkt des gesamten Körpers zu bestimmen, verwenden Sie die Daten der Radien der Schwerpunkte (k) und die relativen Gewichte der Glieder (p, % – angegeben in Abb. 6). Wir gehen davon aus, dass die Pose in Abb. angegeben ist. 9 (Großbuchstaben geben die Mittelpunkte der Gelenke an). Reis. 9. Lage der CG-Links 15

17 Um den Schwerpunkt jedes Links zu bestimmen, wenden wir die in Abschnitt 3.1 beschriebene Methode an. Mit Formel (10) erhalten wir: aa = ab 0,47 – Schulter-Schwerpunkt; bb = bv 0,42 – Schwerpunkt des Unterarms; ad = ag 0,44 – Körper-Schwerpunkt; ge = gd 0,44 – Hüftschwerpunkt; j = de 0,42 - CT des Unterschenkels; zhz = zhz 0,44 - Schwerpunkt des Fußes. Tragen wir die erhaltenen Ergebnisse auf die entsprechenden Glieder ein und bezeichnen wir die Schwerpunkte mit Kreuzen und Großbuchstaben A, B, C, D, D, E, G, Z. Dann finden wir den gemeinsamen Schwerpunkt zweier Glieder – den Schulter und Unterarm (siehe Abschnitt Abb. 8): CT pl p r + AI = AB

18 Abb. 10. Bestimmung des Schwerpunkts der Hand Wir finden Punkt I, auf den die Resultierende der Schwerkräfte von Schulter und Unterarm wirkt (relatives Gewicht P pl+pr = 3+2 = 5 %). Als nächstes ermitteln wir durch Addition des Gewichts der Hand (Abb. 10) den Schwerpunkt der gesamten Hand. Dazu verbinden wir Punkt I mit dem Schwerpunkt der Hand (Punkt B) und bestimmen: Schwerpunkt der Hand IR = IV Wir finden Punkt K – den allgemeinen Schwerpunkt der gesamten Hand (relatives Gewicht der Hand P Hand). = 6 %). Wir summieren auch nacheinander das Gewicht der Beinverbindungen (Abb. 11): Schwerpunktziel. + Probleme E L = E F Wenn wir das Ergebnis von Punkt E verschieben, finden wir den gemeinsamen Schwerpunkt von Unterschenkel und Oberschenkel – Punkt L (P Kopf. + Hüfte. = 17 %). Wir ermitteln den allgemeinen Schwerpunkt des Beins (P Bein = 19 %): Schwerpunkt des Beins L M = L W. Wir ermitteln den gemeinsamen Schwerpunkt von Arm und Bein (Abb. 12). Wir verbinden ihre Schwerpunkte (Punkte K und M) mit einer Geraden und bestimmen: Schwerpunkt der Hände. + Beine MN = MK Wir legen das Ergebnis von Punkt M beiseite und finden Punkt H – den gemeinsamen Schwerpunkt von Arm und Bein (P Arm + Bein = 25 %). Bestimmen Sie den gemeinsamen Schwerpunkt von Kopf und Rumpf. Dazu verbinden wir ihre Schwerpunkte (Punkte D und D) mit einer Linie und legen fest: Schwerpunktziel. + Tul. D O = D G Finden Sie Punkt O (relatives Gewicht P Kopf + Körper = = 50 %). 17

19 Wenn die Position symmetrisch ist, liegen die Schwerpunkte beider Arme und beider Beine gleich. Bei der Bestimmung des Gesamtschwerpunktes eines Menschen darf das Doppelte des relativen Gewichts der Gliedmaßen nicht vergessen werden. Nachdem wir die Position des GCT von Kopf und Rumpf (50 % des Körpergewichts) sowie aller Gliedmaßen (die andere Hälfte des Körpergewichts) bestimmt haben, verbinden wir diese Punkte mit einem Segment OH, das wir in zwei Hälften teilen. An diesem Punkt (Punkt P) befindet sich der GCT des gesamten Körpers. 18

20 Abb. 11. Bestimmung des Beinschwerpunkts 19

21 20 Abb. 12. Bestimmung des GCT des menschlichen Körpers

22 4. BESTIMMUNG DES GCT DES MENSCHLICHEN KÖRPERS DURCH EINE ANALYTISCHE METHODE Die analytische Methode zur Bestimmung des GCT basiert auf der Addition der Schwerkraftmomente gemäß dem Satz von Varignon: Die Summe der Kraftmomente relativ zu jedem Zentrum ist gleich zum Moment der Summe dieser Kräfte (oder der Resultierenden) relativ zum gleichen Mittelpunkt. Wir gehen davon aus, dass die Pose in Abb. angegeben ist. 13 sowie der Schwerpunkt aller Körperteile bestimmt und deren relative Gewichte bekannt. Wir wählen willkürlich einen Mittelpunkt (Punkt O), relativ zu dem wir die Schwerkraftmomente bestimmen. Dieser Punkt kann an einer beliebigen Stelle platziert werden, bequemer ist es jedoch, ihn unten links von der Zeichnung zu platzieren, damit alle Punkte positiv sind. Von diesem Punkt aus zeichnen wir die zueinander senkrechten Achsen OX und OU. Als nächstes bestimmen wir das Schwerkraftmoment der Körperglieder. Da die Schwerkraftkräfte vertikal nach unten gerichtet sind, ist der kürzeste Abstand zwischen Punkt O und der Wirkungslinie der Schwerkraft, beispielsweise dem Fuß, das Segment Ox 1, d. h. x ist die Koordinate des Schwerpunkts des Fußes . Per Definition ist der kürzeste Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Moments und der Wirkungslinie der Kraft der Arm dieser Kraft. Das bedeutet, dass wir davon ausgehen können, dass das Schwerkraftmoment des Fußes relativ zum Punkt O entlang der X-Achse gleich M st = P 1 Ox 1 ist. Auf die gleiche Weise können wir die Schwerkraftmomente der übrigen Glieder bestimmen, die gleich dem Produkt aus dem relativen Gewicht (P Stern) des Links und der x-CG-Koordinate dieses Links sind. Im Allgemeinen sieht die Formel wie folgt aus: M-Link = P-Link x Link. Schreiben wir nun die Summe dieser Kraftmomente nach dem Satz von Varignon: P 1 x 1 + P 2 x P n x n = (P 1 + P P n) X, oder P i x i = (P i) X. (13) Auf der Der linke Teil der Gleichung ist die Summe der Schwerkraftmomente aller Körperteile relativ zu O entlang der X-Achse und auf der rechten Seite das Moment ihrer Resultierenden P i. Von allen Größen in der Gleichung ist nur der Wert X unbekannt, der die x-Koordinate der Anwendung der resultierenden Kraft P i ist, also die x-Koordinate des Zentralkörpers. Aus (13) ermitteln wir: 21

23 X Px i i =. Pi 22

24 23

25 Auf die gleiche Weise ermitteln wir durch Einsetzen ihrer y-Koordinaten in Gleichung (13) anstelle der x-Koordinaten der Schwerpunktverbindungen die Y-Koordinate des Schwerpunkts des gesamten Körpers: Piу i У = Pi Nachdem wir die Koordinaten eines Punktes bestimmt haben , seinen Standort lässt sich leicht ermitteln, indem man von den Punkten X und U zwei zueinander senkrechte Linien zeichnet. Somit wird der GCT-Punkt des menschlichen Körpers bestimmt. 24

26 LISTE EMPFOHLENER REFERENZEN 1. Gagin Yu.A., Kipaikina N.B. Biomechanische Analyse von Übungen unter Beibehaltung der Körperhaltung: Methodisch. Dekret. einen Studiengang in Biomechanik zu studieren. L.: GOLIFK, Donskoy D.D. Biomechanik: Lehrbuch. Zuschuss für Studierende Fakultät für Sportpädagogik. Inst. M.: Bildung, Donskoy D.D. Biomechanik mit den Grundlagen der Sporttechnik. M.: Leibeserziehung und Sport, Workshop zur Biomechanik: Handbuch. für das Institut für Körperkultur / Ed. IHNEN. Kozlova. M.: Körperkultur und Sport, Utkin V.L. Biomechanik körperlicher Übungen: Proc. Zuschuss für Studierende Fakultät für Sportpädagogik. in-tov und in-tov-Physik. Kultur. M.: Aufklärung,

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Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Position des Körpers einer Person zu beschreiben. Lassen Sie uns eines der bequemsten vorstellen, das von V. T. Nazarov (1974) entwickelt wurde und auf der Arbeit von G. V. Korenev (1964) über die Mechanik eines kontrollierten Körpers basiert. Die Position des menschlichen Körpers im Raum wird in diesem Fall durch seinen Ort, seine Ausrichtung und seine Haltung beschrieben.

Der Ort des Körpers charakterisiert, in welchem ​​Teil des Raumes (wo genau – zum Beispiel in welchem ​​Teil des Stadions, Raums) sich eine Person gerade befindet. Um den Standort eines Körpers zu bestimmen, reicht es aus, drei Koordinaten eines beliebigen Punktes des Körpers in einem festen Koordinatensystem anzugeben. Als solchen Punkt ist es normalerweise zweckmäßig, den allgemeinen Schwerpunkt des Körpers (GCM) zu wählen und damit den Ursprung eines anderen, sich bewegenden Koordinatensystems zu verbinden, dessen Achsen auf die gleiche Weise wie die Achsen des Körpers ausgerichtet sind festes System.

Die Ausrichtung eines Körpers charakterisiert seine Drehung relativ zu einem festen Koordinatensystem (auf dem Kopf stehend, verkehrt herum, horizontal usw.). Die Körperhaltung charakterisiert die relative Lage von Körperteilen zueinander. Die Standortbestimmung des Körpers ist in der Regel nicht mit großen Schwierigkeiten verbunden. Insbesondere bei komplexen Posen ist die Bestimmung der Körperausrichtung eine deutlich schwierigere Aufgabe. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass der menschliche Körper aus mechanischer Sicht ein Körper mit variabler Konfiguration ist (V. T. Nazarov, 1974). Für solche Körper ist das Konzept ihrer Orientierung im Raum nicht streng.

Erinnern wir uns daran, wie die Hauptebenen und -achsen des menschlichen Körpers bestimmt werden (siehe zum Beispiel V.V. Bunak, 1941) (Abb. 1).

Die Hauptebenen des Körpers sind in einem System aus drei zueinander senkrechten Achsen ausgerichtet: vertikal und zwei horizontal – quer und tief oder anterior-posterior.

Die vertikale Ebene, die durch die vordere Mittellinie und die Wirbellinie verläuft, sowie alle dazu parallelen Ebenen werden als sagittal bezeichnet. Sie unterteilen den Körper in einen rechten und einen linken Teil.

Die vertikale Ebene, die senkrecht zur Sagittalebene verläuft, sowie jede dazu parallele Ebene werden als Frontalebene bezeichnet. Sie unterteilen den Körper in Vorder- und Hinterteil.

Horizontale Ebenen verlaufen senkrecht zu diesen beiden Ebenen und werden transversal (transversal) genannt. Sie unterteilen den Körper in Ober- und Unterkörper.

Leider sind die grundlegenden anatomischen Ebenen und Achsen für die Beschreibung vieler menschlicher Bewegungen von geringem Nutzen. Das Problem hierbei ist, dass ein Koordinatensystem irgendwie mit dem menschlichen Körper verbunden sein muss, sodass eine Änderung der Ausrichtung dieses Systems eine Änderung der Ausrichtung des Körpers widerspiegelt.

M. S. Lukin (1964) schlug zu diesem Zweck vor, die Längsachse des Körpers wie folgt zu bestimmen. Der menschliche Körper (mit erhobenen Armen) wird durch eine horizontale Ebene in zwei gleich schwere Hälften geteilt. Die Linie, die die Massenschwerpunkte der oberen und unteren Körperhälfte verbindet (und durch das GCM verläuft), bildet die Längsachse des Körpers (OY). Die anderen beiden Achsen (OX und OZ) müssen senkrecht dazu stehen und im OCM beginnen. Die anterior-posteriore Achse ist parallel zur Symmetrieebene des Beckens gerichtet und die Querachse ist senkrecht dazu gerichtet.

Es ist nicht immer praktisch, den Schwerpunkt des Körpers als Ursprung der mit dem Körper verbundenen Koordinatensysteme zu nehmen: Seine Position ist ziemlich schwer zu bestimmen; wenn sich die Pose ändert, verschiebt sich das GCM und kann sogar über den Körper hinausgehen. Daher haben verschiedene Autoren Folgendes als feste anthropometrische Orientierungspunkte vorgeschlagen, mit denen der Ursprung des Koordinatensystems bequem verknüpft werden kann:

a) der Ausgang des Sakralkanals (zwischen den Sakralhörnern), der leicht zu tasten ist. Da das Kreuzbein ein starres Gebilde ist, ist das an diesem Punkt beginnende Koordinatensystem gut ausgerichtet: Die vertikale Achse OY ist am Kreuzbein nach oben gerichtet, die frontale OX ist nach links gerichtet, die Sagittalachse OZ ist nach vorne gerichtet (Panjabietal., 1974). );

b) die Spitze des Dornfortsatzes des fünften Lendenwirbels (A.N. Laputin, 1976) – ein Punkt sehr nahe am Körperschwerpunkt einer Person in normaler Haltung.

Um die Orientierung eines Körpers zu bestimmen, ist es notwendig, zwei Koordinatensysteme mit seinem Ursprung im selben Punkt zu verknüpfen. Die Achsen eines von ihnen bleiben parallel zum festen Koordinatensystem (in Bezug auf das die Position des Körpers bestimmt wird); die zweiten Achsen sind mit dem Körper verbunden. Die Ausrichtung des Körpers wird in diesem Fall durch drei Euler-Winkel charakterisiert, mit deren Hilfe man von einem Koordinatensystem in ein anderes wechseln kann.

ReisICH. Grundebenen und Achsen des menschlichen Körpers.

Trägheitseigenschaften offenbaren die Eigenschaften des menschlichen Körpers und der Körper, die er in ihren Interaktionen bewegt. Die Erhaltung und Änderung der Geschwindigkeit hängt von den Trägheitseigenschaften ab. Diese Masse und das Trägheitsmoment werden in der Regel nicht direkt erfasst. Es werden die Daten ermittelt, aus denen diese Merkmale berechnet werden.

Das Körpergewicht (t) wird durch Wiegen bestimmt. Aus dem Gewicht eines Körpers seine Schwerkraft (G) und die Beschleunigung des freien Falls des Körpers (g) kennen,

G Bestimmen Sie die Masse:

T=G/g.

Die Massenverteilung in einem Körper wird bis zu einem gewissen Grad durch die Lage seines allgemeinen Schwerpunkts (GC) charakterisiert. Dabei kommen eine experimentelle (experimentelle) Bestimmung der Lage des Schwerpunkts und eine berechnete zum Einsatz.

Eine der genauesten experimentellen Methoden ist das Wiegen einer Person auf einer dreieckigen Plattform (Abb. 2) in einer bestimmten Position.

Reis. 2. Bestimmung der Lage des zentralen SchwerpunktsDer menschliche Körper wird auf einem Brett gewogenForm (nach G. Hochmuth)

Die benötigte Position wird auf zwei Arten ermittelt. Bei der ersten Methode wird die Pose aus einem Filmbild kopiert und auf ihre natürliche Größe vergrößert. Das Motiv liegt auf dieser Zeichnung, die sich auf der Plattform befindet, und nimmt eine Pose ein, die der gezeichneten Kontur entspricht. Bei der zweiten Methode werden Winkel in großen Gelenken des Körpers (Schulter, Ellenbogen, Hüfte, Knie, Knöchel) auf einem Filmrahmen gemessen und der Probanden mithilfe von Winkelmessern auf der Plattform in die gewünschte Pose gebracht.

Die experimentelle Bestimmung erfolgt auch an Modellen. Abalakovs Modell ist eine menschliche Figur, die nach durchschnittlichen Körperproportionen (0,1 Körpergröße und 0,001 Gewicht) gebaut wurde. Die Figur wird in einer vorgegebenen Pose auf einem Blatt Papier mit den Konturen der Pose platziert (Abb. 3, a) Das Blatt Dabei wird das Modell entlang einer frei schwingenden Stütze über die Plattform bewegt, bis der GBC des Modells mit dem Aufhängepunkt der Plattform übereinstimmt. Durch Drücken von unten auf die Nadel in der Mitte der Plattform ein Blatt Papier am GBC-Positionspunkt durchstechen.

Sie können auch das Scharniermodell von O. Fischer anwenden, mit dem Sie die Position des GCT in der anteroposterioren Ebene bestimmen können (Abbildung 3, b).

Die Masse ist ein Maß für die Trägheit eines Körpers bei translatorischer Bewegung. Sie wird durch das Verhältnis der ausgeübten Kraft zu gemessendie Beschleunigung, die es verursacht:

m=F/a ; [m]= M

Die Messung der Masse basiert hier auf dem zweiten Newtonschen Gesetz: Die Bewegungsänderung ist proportional zur von außen wirkenden Kraft und erfolgt in der Richtung, in der diese Kraft wirkt.