Těžiště těla
Dílčí těžiště segmentů
Stabilita a labilita
PhDr. Eva Tlapáková, CSc.
Pracovní verze – rok 2010
ZKRÁCENÁ VERZE
těžiště segmentů těla
prosím rozlišujte pojmy:
ruka x paže
noha x dolní končetina
těžiště segmentů těla - numericky
Orientační vyjádření: bérec, ruka, noha a trup mají
těžiště ve 4/10 celkové délky, nadloktí, předloktí a
stehno ve 4/9, hlava s krkem (uvažuje se jako jeden
segment) v 1/2 celkové délky, měřeno od
proximálního konce segmentu (tj. blíže středu těla).
Přesnější vyjádření: ruka 39:61 %, předloktí 43:57 %,
nadloktí 44:56 %, hlava + krk 50:50 %, trup 42:58%
(měřeno od ramenního kloubu), stehno 43:57%,
bérec 41:59 % celkové délky segmentu, měřeno od
proximálního konce. Těžiště nohy leží v těžišti
trojúhelníku, který je vymezen krajními body chodidla
a středem hlezenního kloubu.
Výpočet souřadnic celkového
těžiště těla - rovinná situace
zadání 2. seminárního úkolu:
Nakresli sebe ve zvolené rovnovážné
poloze v měřítku 1:10. Pro vlastní
antropometrická data vypočti a do
obrázku zakresli celkové těžiště těla
Vstupní data (=musím znát):
 hmotnosti segmentů
 x a y souřadnice těžišť všech segmentů těla
(max. počet segmentů = 14, trup uvažujeme
jako celek
Výstup = výsledek:
Spočítat a zakreslit do obrázku
x a y souřadnice celkového těžiště těla
Postup:výběr vhodné rovnovážné
polohy - video, foto apod.
Zakreslit souřadnice těžišť
segmentů
Spočítat podle vzorců
 x .m

m
i
Tx
i
i
i
 y .m

m
i
i
Ty
i
i
i
i
excelovská tabulka
Zadej hmotnost(kg):
Program pro výpočet
souřadnic celkového těžiště soustavy
Zadej výšku(cm):
Příjmení:
Hlava
0,50
Nadloktí-levé
0,44
Nadloktí-pravé
0,44
Předloktí-levé
0,44
Předloktí-pravé
0,44
Ruka-levá
0,40
Ruka-pravá
0,40
Trup
0,40
Stehno-levé
0,44
Stehno-pravé
0,44
Bérec-levý
0,40
Bérec-pravý
0,40
Noha-levá
0,40
Noha-pravá
0,40
Celková m(kg)
X-souřadnice celkového těžiště je:
Y-souřadnice celkového těžiště je:
Y-vá
souřadnice
segmentu
X-ová
souřadnice
segmentu
vzdál.těžiště
segmentu od
prox. konce
(cm)
délka
segmentu (cm)
relativní
vzdál.těžiště
segmentu od
prox. konce
Segment
Hmotnost
segmentu (kg)
Upozornění: Vyplňte prosím jen zelené buňky, ostatní jsou zamčené a nelze jejich obsah měnit
Zadej vzorec pro
jeden segment
ximi
výpočet souřadnic
provede počítač
sám
S
0,000
Správnost vzorce
(jen kontrola výpočtů,
nikoliv vložených
hodnot!)
yimi
doplň m,v doplň m,v
doplň m,v doplň m,v
doplň m,v doplň m,v
doplň m,v doplň m,v
součet výše
uvedených
doplň
m,v doplň m,v
buněk provede počítač
doplň m,v doplň m,v
sám
doplň m,v doplň m,v
doplň m,v doplň m,v
doplň m,v doplň m,v
doplň m,v doplň m,v
doplň m,v doplň m,v
doplň m,v doplň m,v
doplň m,v doplň m,v
doplň m,v doplň m,v
0,000
Zakreslit souřadnice celkového
těžiště těla do obrázku
Význam pojmu těžiště
Těžiště = myšlený bod, do kterého
umisťujeme tíhovou sílu
Střed hmotnosti těla
Jeho použití má význam, pokud sledujeme
pohyb tělesa či soustavy a můžeme zanedbat
rozměry
Poloha celkového těžiště (soustavy, tedy
např. i člověka) závisí na uspořádání
segmentů
Kde se nachází celkové těžiště těla?
Ženy mají širší pánev – těžiště o něco níže než muži
Těžiště kulturisty se posouvá směrem k větším hmotnostem (hrudník,
paže), bude výše než u ženy vlevo
Teenager: větší chodidla – větší stabilita
Dítě má relativně větší hlavu (v porovnání s trupem a končetinami) –
těžiště má poměrně vysoko, hůře se mu udržuje stabilita
Obecné zásady pro stanovení celkového těžiště
Celkové těžiště se
může nacházet mimo
tělo
při nestejném rozložení
hmot je těžiště na
straně větší hmoty
u lidského těla závisí
jeho umístění na
okamžité poloze těla
Nejčastější chyba studentů
Hmotný bod „těžiště“ není statický
pojem
Tvrzení, že „celkové těžiště těla se
nachází v malé pánvi“ platí jen pro
anatomický postoj člověka (stoj spatný,
připažit, dlaně vpřed)
Pro všechny ostatní situace je výše
uvedené tvrzení nesprávné
Význam pojmu těžiště: těžiště a labilita/stabilita
STABILITA
je schopnost soustavy - systému při působení
podnětu se ustálit v rovnovážném stavu ( v
mezích stability) a po odeznění podnětu se
vrátit do původního, výchozího stavu
v mechanické variantě má svoji formu
statickou a dynamickou
Stabilita v přírodě
U nehybných předmětů
musí svislá těžnice=tížnice
procházet místem opory
Stabilita v přírodě
Celkové
těžiště tělesa
se musí
nacházet nad
místem opory
Árbol de Piedra - Bolivia
Problém stability a lability - Stabilní soustava
převzato z prezentace MUDr. J. Otáhala, PhD.
Jako stabilní
soustavu si
můžeme
představit
kyvadlo hodin
(ve zjednodušení
cvičence ve visu
na hrazdě) nebo
kuličku v misce
Problém stability a lability - labilní soustava
převzato z prezentace MUDr. J. Otáhala, PhD.
Jako labilní
soustavu si na
rozdíl od
předešlého
příkladu můžeme
představit kuličku
na balónu nebo
jako inverzní
(obrácené)
kyvadlo.
Homo erectus
převzato z prezentace MUDr. J. Otáhala, PhD.
Jak můžete vidět, je tento případ inverzního
kyvadla velice podobný nám, respektive stoji
člověka.
V anglické literatuře se používá termín:
„Equilibrium (balance) of vertical posture“ či
nesprávně pouze „Stability of posture.
Zde asi nastala ta chyba ……, jedná se o
rovnováhu nikoliv stabilitu stoje, protože
pokud člověk přestane stabilizovat labilní stoj
padá na podlahu do polohy stabilní!
Těžiště a labilita – zjednodušený pohled (podle
Newtonovské mechaniky)
Velikost „stability“ postoje vyjádříme množstvím práce, kterou
musíme vykonat k vychýlení člověka ze stávající rovnovážné
polohy
Velikost stability posuzujeme podle práce potřebné na vychýlení z
rovnovážné polohy (jakmile se tížnice dostane mimo plochu opory,
dojde k vychýlení z rovnovážné polohy)
Stabilita rovnovážné polohy závisí současně na:
a) Velikosti podstavy (plochy opory)
b) Výšce těžiště nad podložkou
Vztah obou těchto faktorů vystihuje tzv. úhel stability alfa:
čím větší, tím stabilnější je daná rovnovážná poloha)
Podmínka rovnováhy: svislá těžnice
(celkového těžiště soustavy) musí
procházet místem opory
Je-li plocha opory malá, je to úkol
náročný na koordinaci, popř. i sílu
Newtonovská teorie statické rovnováhy
převzato z prezentace MUDr. J. Otáhala, PhD.
Není pro interpretaci
stability vzpřímeného
stoje příliš vyhovující
Stabilitní kriteria
pracují pouze s
průmětem těžiště
vzhledem ke
„klopným hranám“
neuvažuje možnost
pohybů (=stabilizace)
v kloubech
převzato z prezentace MUDr. J. Otáhala, PhD.
pohyb každého
kloubu zajišťují
minimálně dva
svaly = dvě
pružinky
Ilustrace pojmu těžiště
Pohybový cíl = maximální plynulost,
minimální změny trajektorie těžiště
Download

Výpočet souřadnic těžiště rovinná situace