И вновь о равновесии
Мы уже давали несколько роликов по равновесию различных тел – предлагаю продолжение темы и расшифровку материала.
Если свести определение смысла любого боя до нескольких слов, то оно будет звучать так –
выведение из равновесия. Выведение противника из психологического или физического равновесия различными способами: - вербальными и чисто физическими – толчками, рывками, бросками, ударами…
Рассмотрим более подробно от чего зависит физическое равновесие биологического объекта.
Каждое движение, производимое человеком, любое положение, которое занимает его тело в пространстве, любое упражнение, выполняемое им, обусловлены взаимодействием внешних и внутренних сил. Выполняемое физическое упражнение в самозащите рассматривается нами с точки зрения законов механики. В первую очередь рассматриваются действующие силы; общий центр тяжести (ОЦТ) тела и центры тяжести (ЦТ) его отдельных звеньев; площадь опоры; виды равновесия; степень устойчивости.
Силы, действующие на человека в самозащите, делятся на
внешние и внутренние.
Внешние силы – это силы, действующие на человека или возникающие при взаимодействии его с внешними телами (землей, соперником, любыми другими предметами).
Из внешних сил наибольшее значение имеют
сила тяжести и
сила реакции опоры.
Сила тяжести – это сила, с которой тело человека притягивается к земле. Она равна весу (массе) тела, приложена в его центре тяжести и направлена вертикально вниз.
Сила реакции опоры– это сила, действующая на тело человека со стороны площади опоры при давлении на нее. При вертикальном положении тела (стойке) сила реакции опоры равна силе тяжести, но противоположна по направлению (направлена вертикально вверх).
Внутренние силы – это силы, возникающие внутри организма. Они подразделяются на
активные и пассивные. К внутренним пассивным силам относятся: сила эластической тяги связок, суставных сумок, а также сила молекулярного сцепления синовиальной жидкости, находящейся в полости сустава, сила сопротивления костей.
Одной из основных активных внутренних сил является
сила мышечной тяги. Она возникает в результате активного напряжения (сокращения) скелетных мышц и зависит от анатомических и физиологических факторов. Направление действия этой силы определяется направлением равнодействующей всех сил.
Общим центром тяжести (ОЦТ) тела, или общим центром массы, называется точка приложения равнодействующей всех сил тяжести составляющих его частей (звеньев тела). Каждая часть тела человека, имея определенный вес (массу), специфическое расположение массы (голова, предплечье, бедро и т.д.), имеет и свою точку приложения этой массы, т.е. свой центр тяжести.
Звенья тела человека даже при спокойном положении не располагаются вертикально друг над другом. Между ними в области суставов образуются углы. В связи с этим вертикаль от центра тяжести, а также вертикаль ОЦТ тела проходит на некотором расстоянии от центра сустава, поэтому возникает момент вращения силы тяжести.
Моментом вращения силы тяжести называется произведение величины силы тяжести на длину плеча ее действия.
Плечом силы тяжести является перпендикуляр, проведенный из центра сустава к вертикали, опущенной из ОЦТ тела. Чем больше плечо силы тяжести, тем больший момент вращения она имеет по отношению к суставу.
Положение ОЦТ тела играет важную роль при решении различных вопросов в биомеханике движений, особенно это важно, на наш взгляд, в самозащите. ОЦТ определяет вид равновесия, устойчивость тела, степень напряжения мышц и распределение массы тела.
При определении степени устойчивости тела важное значение имеет площадь его опоры.
Площадью опоры тела человека называют площадь опорных поверхностей ступней и площадь пространства, заключенного между ними. Чем больше площадь опоры тела, тем больше степень его устойчивости. Так, устойчивость во фронтальной стойке самозащиты больше, если ступни находятся на ширине плеч, чем если они сомкнуты и т.д. (рис. 1 и 2).
Рис.1. Устойчивое положение во фронтальной стойке
Рис. 2. Неустойчивое положение во фронтальной стойке
ВИДЫ РАВНОВЕСИЯ
По соотношению ОЦТ тела и площади опоры можно определить вид его равновесия. Различают 4 вида равновесия тела:
устойчивое, ограниченно устойчивое, неустойчивое и безразличное.
Устойчивым равновесием тела называется такое равновесие, при котором ОЦТ тела расположен ниже площади опоры, например, выполнение упражнений с верхней опорой (вис на различных перекладинах, деревьях и т.д.) (рис. 3).
Ограниченно устойчивое равновесие – это такое равновесие, при котором ОЦТ тела находится выше площади опоры и тело может отклоняться до тех пор, пока вертикаль ОЦТ тела не дойдет до края площади опоры, например, все виды стоек, упражнение «мост», упор лежа, «крокодил» и т.д. (рис. 4).
Неустойчивое равновесие характеризуется тем, что нижняя опора представлена линией или точкой, и достаточно тело отклонить в любую сторону от нее, как момент силы тяжести оказывается опрокидывающим и тело падает. Такого равновесия в самозащите не существует (рис. 5).
Рис. 3. Устойчивое равновесие в висе на перекладине
Рис. 4. Ограниченно устойчивое равновесие в упражнении «мост»
Рис. 5. Неустойчивое равновесие. Падение палки под действием силы тяжести
Безразличным равновесием называется такое равновесие, когда при любом перемещении тела ОЦТ не меняет высоты расположения (шар). У человека оно встречается редко, например, перетаскивание лежащего человека по плоскости.
Таким образом, устойчивость тела определяется величиной площади опоры, высотой расположения ОЦТ тела и местом прохождения внутри площади опоры вертикали, опущенной из ОЦТ. Чем ниже расположен ОЦТ тела и чем больше площадь опоры, тем больше устойчивость тела.
Количественным выражением степени устойчивости тела является угол устойчивости.
Углом устойчивости называют угол, образованный вертикалью, опущенной из общего центра тяжести тела, и касательной, проведенной из него к краю площади опоры. Чем больше угол устойчивости, тем степень устойчивости больше (рис. 6 и 7).
Рис. 6. Устойчивость при опоре на 3 конечности
Рис. 7. Устойчивость при опоре на 4 конечности
В организме человека ОЦТ тела не является строго фиксированной точкой. В зависимости от кровообращения, дыхания, пищеварения и т.д. в каждый момент времени положение отдельных элементов тела изменяется, что сказывается и на положении его ОЦТ.
Обычно считают, что ОЦТ тела человека в положении стоя (стойка) расположен в срединной плоскости в среднем на 2,5 см ниже мыса крестца и на 4,5 см выше поперечной оси тазобедренных суставов, примерно на середине расстояния между крестцом и лобковым симфизом. Проекция ОЦТ тела на позвоночный столб колеблется от 1 до 5 крестцового позвонка.
Высота положения ОЦТ тела у разных людей варьирует в зависимости от целого ряда факторов, к числу которых относятся пол, возраст, развитие мускулатуры, массивность скелета, телосложение (рис. 8), жироотложение и прочее. У мужчин в стойке ОЦТ тела находится на 1,5 см кзади от передненижнего края пятого поясничного позвонка, а у женщин – на 0,5 см кпереди от передненижнего края тела 1-го крестцового позвонка и примерно на 3 см ниже, чем у мужчин (рис. 9).
Рис. 8. Положение ОЦТ тела у мужчин разного телосложения
Рис. 9. Положение ОЦТ тела у мужчин и женщин
Продолжение
Положение тела относят условно к статическому, когда сила тяжести и сила реакции опоры взаимно уравновешены. Сохранение равновесия тела в любом положении обеспечивается напряжением различных мышц.
По отношению к опорной площадке различают
положение тела с нижней опорой (стойка, мост, положение сидя, положение лежа т.д.),
с верхней опорой (различные висы) и со смешанной опорой (упоры на брусьях, на противника).
Различный характер опоры приводит к тому, что одна из важнейших сил – сила тяжести – может действовать на сжатие, растяжение, скручивание, обуславливая специфические особенности в работе двигательного аппарата и систем его обеспечения (сердечно-сосудистой, дыхательной и др.).