Визначення положення загального центру тяжіння тіла людини графічним методом.

Мета роботи: засвоєння студентами методу визначення загального центру тяжіння (ЗЦТ) тіла людини шляхом геометричних побудов.

Знання та практичні навики, які одержує студент при виконанні роботи:

- практичні навики використання статистичних даних про геометрію мас тіла людини на практиці;

- практичні навики проводити розрахунки положень центрів тяжіння та вагу окремих сегментів тіла людини;

- знання про будову опорно-рухового апарату тіла людини і методи знаходження величини і точки прикладання рівнодійної сил тяжіння.

Короткі теоретичні відомості та методика експерименту:

Сума всіх сил тяжіння, що діють на елементи тіла людини називається рівнодійною силою, а точка прикладання рівнодійної сили називається загальним центром тяжіння тіла людини. Величина рівнодійної сили дорівнює величині сили, що діє на опору з боку тіла людини і називається вагою .

Відомо, що опорно-руховий апарат (ОРА) тіла людини це система кісткових важелів, що приводиться у дію м`язами. Одним із способів моделювання ОРА є уявлення про нього як про систему взаємозв`язаних біокінематичних ланок, що об`єднані у біокінематичні пари і ланцюги. На будь-які дві сусідні біоланки діють сили тяжіння які утворюють систему двох паралельних сил, спрямованих в одну сторону. Дві рівнобіжні сили, спрямовані в одну сторону, мають рівнодійну їм рівнобіжну спрямовану в ту ж сторону (див.Рис.1). Модуль цієї рівнодійної дорівнює сумі модулів складових сил , а точка прикладання її поділяє відстань між точками прикладання складових на частини, довжина котрих і обернено пропорційна цим силам: . Проекція рівнодійної паралельних сил на вісь, дорівнює сумі проекцій складових сил на ту ж вісь, а загальний момент системи спрямованих в одну сторону паралельних сил дорівнює моменту їх рівнодійної.

Сили тяжіння двох сусідніх біоланок являються прикладом системи двох паралельних сил спрямованих в одну сторону. Вони прикладені до центрів тяжіння біоланок, а точка прикладання рівнодійної знаходиться на лінії, що з`єднує ці центри тяжіння і визначається за допомогою співвідношення приведеного вище.

Рис.1. Схема визначення центру тяжіння біокінематичної пари (плече і передпліччя):

- сила тяжіння плеча; - сила тяжіння передпліччя.

Рис.2.Біокінематична схема положення тіла людини (див. Рис.1 до лаб.роб.5), побудована для визначення загального центру тяжіння тіла людини у сагітальній площині графічним методом.

Завдання:

Для експерименту необхідно:

1.Сфотографувати досліджуваного у необхідній площині відповідно до поставленої задачі (у кадрі встановлюється масштабна рейка; див. Рис.1);

2.На фотограмі провести систему плоских декартових координат OXY;

3.За анатомічними та антропометричними орієнтирами на фотограмі помітити точки центрів суглобів та точки центрів тяжіння голови і кистей, визначити їх координати і побудувати біокінематичну схему (див. Рис.2);

4.Виміряти довжину всіх біоланок тіла досліджуваної людини на схемі, користуючись даними таблиці до лабораторної роботи №5, визначити центр тяжіння кожної біоланки і позначити на схемі;

5.Знайти по черзі загальні центри тяжіння кожних двох сусідніх біоланок тіла, для чого з`єднайте їхні центри тяжіння прямою лінією. Лінія з`єднання ділиться на частини, довжини котрих обернено пропорційні розмірам сил тяжіння біоланок. Місце локалізації точки загального центру тяжіння кожної пари біоланок визначається за формулою: , де: і - ваги досліджуваних біоланок (таблиця до лаб. роб. №5); - відстань між центрами тяжіння цих біоланок; - відстань від центру тяжіння біоланки вагою до їхнього загального центру тяжіння;

6.Послідовно знаходячи таким способом рівнодіючі сили тяжіння і точки їх локалізації кожної пари біоланок в кінцевому випадку знаходять загальну рівнодіючу силу всього тіла і точку її прикладання, що буде місцем розташування ЗЦТ тіла людини в даному положенні.

7.Отримані в процесі роботи результати оформити у вигляді звіту, який повинен включати:

- точну назву, мету і завдання роботи;

- короткі теоретичні відомості та порядок виконання роботи;

- фотограму або біокінематичну схему пози людини з результатами побудови та позначеними антропометричними точками ЦТ біоланок та ЗЦТ.

Контрольні питання:

1Що називають загальним центром тяжіння тіла людини?

2.Дайте визначення рівнодійної сили.

3.Як визначається величина і точка прикладання рівнодійної сили двох рівнобіжних сил?

4.Біокінематичні пари якого класу є в опорно-руховому апараті людини?

5.Що являє собою біокінематичний ланцюг?

6.Наведіть класифікацію біокінематичних ланцюгів.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7

Дата добавления: 2015-07-11