Рис. 2.46. Изменение положения рук смещает ЦТ верхней части тела, изменяет ma и уменьшает вращающий момент силы тяжести (СТ) отакс
На рис. 2.46,b и c, когда руки идут вниз, ЦТ движется каудально. Смещение ЦТ ГРТ (за счет изменения взаимного расположения сегментов) сдвигает ЛСТ ближе к оси L5-S1 и уменьшает длину ma. Поскольку при опускании рук вес верхней части тела не изменяется, величина момента силы тяжести, действующего на туловище, уменьшается пропорционально уменьшению ma. Уменьшающийся гравитационный момент требует для сохранения равновесия, и меньшего момента противодействия со стороны мышц живота. Соответственно, удерживать такое положение тела легче всего на рис. 2.46,c и труднее всего — на рис. 2.46,a.
Угол тяги мышц живота при продвижении рычага туловища в пространстве меняется относительно мало. Когда от мышц живота требуется увеличение вращающего момента, увеличение его происходит преимущественно за счет увеличения силы сокращения мышц (ОСм). Если мышцы живота слабы, они могут быть неспособны развить силу, необходимую для уравновешивания максимального гравитационного момента (такого, как на рис. 2.46,а). Однако они могут при этом противодействовать меньшему гравитационному моменту, такому, как на рис. 2.46,b, или минимальному моменту (см. рис. 2.46,с).
2.10.3. Анатомические блоки
Мы уже говорили, что анатомические блоки изменяют направление, но не величину мышечной силы. Однако изменение направления усилия приводит к улучшению способности мышцы к генерации вращающего момента. Изменение направления или отклонение линии действия мышцы в анатомическом блоке всегда идет в сторону от оси сустава. При отклонении линии действия от оси сустава ma мышечной силы увеличивается.
На рис. 2.47,а показано действие четырехглавой мышцы бедра на большую берцовую кость. На рисунке показано схематическое изображение линии действия четырехглавой мышцы без коленной чашечки. Линия действия идет параллельно бедренной кости, и вблизи от коленного сустава ma невелико. На рис. 2.47,b показано, как коленная чашечка отклоняет линию действия от оси сустава; ma при этом оказывается значительно больше.
Рис. 2.47. Схематическое изображение линии действия четырехглавой мышцы бедра:
a — без коленной чашечки; b — отклонение с коленной чашечкой, что приводит к увеличению ma
Если четырехглавая мышца бедра сокращается с одинаковой силой как при наличии коленной чашечки, так и при ее отсутствии, то вращающий момент, действующий на большую берцовую кость, будет большим при ее наличии, поскольку сила прикладывается на большем расстоянии от оси сустава:
• анатомические блоки изменяют направление мышечной тяги;
• анатомические блоки отклоняют линию действия мышцы от оси сустава, увеличивая тем самым ma мышцы и соответственно ее способность создавать вращающий момент.
Мы показали, что при данной величине силы, действующей на рычаг под некоторым углом, не равным 90°, вращающий момент будет меньшим, чем при той же силе, действующей под прямым углом. Если одинаковая сила в одной точке амплитуды может создавать меньший момент, чем в другой, то некоторое ее количество, в случае действия не под прямым углом, должно «теряться» (не вызывать вращения). Фактически вращающий момент вызывается только той частью силы, которая направлена в сторону вращения.
Хотя вращающий момент — это произведение силы на плечо — кратчайшее расстояние между линией действия силы и осью сустава, он точно так же является произведением той части силы, которая направлена в сторону вращения и ее кратчайшего расстояния от оси сустава. Часть силы, направленная перпендикулярно рычагу, называется ротационным (или вращательным) компонентом силы (f). Вращающий момент может быть теперь выражен тремя эквивалентными способами. В целом:
Т = |F||┴d|.
При использовании величины общей силы: