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
