показаны векторы силы тяжести в центре плеча (ЦПл), предплечья (ЦП) и кисти (ЦК), с учетом того, что рука рассматривается как единый сегмент.
Центры тяжести близки к тем, которые были установлены в исследованиях на трупах и in vitro на сегментах тела, имеющих стандартизованные данные по центрам массы и весу отдельных и комбинированных сегментов тела.
Когда два смежных сегмента комбинируются и рассматриваются, как единый жесткий сегмент, то новый, больший сегмент, будет иметь ЦТ, расположенный между двумя прежними ЦТ и находящийся с ними на одной линии. Если сегменты не равны по массе, то новый ЦТ будет находиться ближе к более тяжелому сегменту. На рис. 2.5,b показан вектор ЦПл для плеча и новый вектор ЦПК для сегмента «предплечье/кисть».
В единый сегмент были скомбинированы предплечье и кисть. Новый ЦТ для этого сегмента находится между двумя исходными ЦТ, а величина вектора равна сумме ЦП + ЦК. На рис. 2.5,с в один жесткий объект скомбинированы все три сегмента, и сила тяжести (ЦПл ПК) действует уже на новый ЦТ, находящийся между ЦПл и ЦПК. Величина ЦПлПК равна сумме величин каждого из составляющих сегментов.
Центр тяжести любого жесткого объекта, или фиксированной последовательности сегментов, остается неизменным независимо от положения этого объекта в пространстве. Однако когда объект состоит из двух и более связанных и подвижных сегментов, расположение ЦТ в этой комбинации будет меняться, когда меняется положение одного сегмента относительно другого. На рис. 2.5,d изменяется положение плеча и сегмента «кисть/предплечье».
Рис. 2.5.Сила тяжести, действующая на:
>a — плечо (ЦПл), предплечье (ЦП) и кисть (ЦК); b — плечо и предплечье/ кисть (ЦПК); c — сегмент «плечо/предплечье/кисть» (ЦПлПК); d — при изменении конфигурации сегментов ЦПлПК смещается
Величина силы тяжести не изменилась, поскольку не изменилась масса сегментов, а вот расположение вектора ЦПлПК теперь отличается от показанного на рис. 2.5,с. Новое положение ЦТ по-прежнему находится на линии между двумя исходными ЦТ. Однако здесь мы имеем еще один пример выхода ЦТ за пределы жесткого сегмента «кисть/предплечье/ плечо».
2.2.2. Центр тяжести человеческого тела
Когда тело рассматривается как единый жесткий объект в анатомическом положении, ЦТ тела находится немного спереди от второго крестцового позвонка (рис. 2.6).
Рис. 2.6.Центр тяжести человеческого тела находится приблизительно на уровне 2-го крестцового позвонка (S>2), спереди от крестца (см. вставку): ЦОГ — центральная ось гравитации
Точное положение ЦТ человека в анатомической позиции зависит от его пропорций, а сила тяжести зависит от веса тела (и равна ему). Если бы человек был жестким объектом, то положение ЦТ было бы постоянным, независимо от того, стоит тело, лежит, или наклоняется вперед. Хотя ЦТ не меняет своего положения в твердом теле, какое бы положение в пространстве оно не занимало, ЛТ (линия тяжести) может изменять свое положение относительно тела. На рис. 2.6 ЛТ опускается между стопами и идет параллельно телу. Поскольку вертикальное направление ЛТ остается неизменным вне зависимости от положения тела в пространстве, то направление ЛТ, исходящей от лежащего тела, будет уже не параллельным, как при положении стоя, а перпендикулярным относительно тела. В реальности люди, конечно же, не являются идеально жесткими, они не находятся постоянно в анатомическом положении и при выполнении своих действий постоянно меняют взаимное расположение сегментов тела. При каждой «перестановке» сегментов тела расположение ЦТ потенциально будет меняться. Величина такого изменения расположения ЦТ зависит от того, как расположены сегменты.