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 (S2), 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.
Если рассматривать тело как конструкцию из жесткой верхней части тела и такого же жесткого сегмента нижних конечностей, то ЦТ для каждого из сегментов будет расположен примерно так, как показано на рис. 2.7,а.
Комбинированный ЦТ обоих сегментов в анатомическом положении находится по-прежнему в S2. Когда туловище наклоняется вперед, новый ЦТ выходит за пределы тела (см. рис. 2.7,b).
Рис. 2.7. Расположение центра тяжести:
a — верхней части туловища и нижних конечностей; b — перемена положения сегментов создает новый комбинированный ЦТ
На рис. 2.8 показано еще более непропорциональное расположение сегментов. Два отдельных сегмента нижних конечностей и единый сегмент тела образуют новый ЦТ, находящийся в точке ABC.
Рис. 2.8. Площадь опоры, ограничивающаяся площадью пальцев одной стопы. ЦТ левой ноги (A) и правой ноги (B) вместе образуют центр тяжести — (ЦТ) нижних конечностей (AB). AB в сочетании с центром тяжести туловища (C) образуют ЦТ всего тела (ABC)
2.2.3. Устойчивость и центр тяжести
На рис. 2.8 линия тяжести (ЛТ) (ЦТ АВС) проецируется за пределы пальцев левой ноги футболиста, которые в этот момент служат ему площадью опоры ПО. Для того чтобы показать ее связь с ПО, линия была продолжена. Это продолжение линии уже не может указывать, естественно, на вес игрока, но точка приложения, линия действия и направление остаются теми же. Чтобы объект был устойчивым, ЛТ должна опускаться в пределах ПО. Если ЛТ проходит вне пределов ПО, предмет падает. В случае с футболистом (см. рис. 2.8), ЛТ проходит спереди от ПО, соответственно удерживать такое положение тела игрок не в состоянии. При движении игрока из начального положения (опора на обе ноги, руки по бокам) в позу, показанную на рис. 2.8, изменились два фактора. Площадь опоры резко уменьшилась, и теперь ограничивается площадью пальцев одной стопы. Центр тяжести вследствие изменения положения сегментов поднялся выше S2. Эти два фактора, в сочетании с небольшим наклоном вперед, влияют на смещение ЛТ и способствуют созданию неустойчивого положения.
Когда ПО больше, то ЛТ имеет больше свободы для движения без выхода за пределы опоры. Когда человек стоит, широко расставив ноги, поперечная (из стороны в сторону) опора больше, и туловище в этой плоскости может двигаться больше без выхода ЛТ за пределы ПО (рис. 2.9). Если человек хватается, или прислоняется к какому-либо предмету, этот предмет может стать частью площади опоры.