Виды равновесия тела человека при выполнении физических упражнений, примеры

При выполнении статических упражнений к телу человека приложены внешние (тяжести, реакции опоры, инерции внешних тел) и внутренние (сила мышечной тяги) силы. Для удержания равновесия тела человека (системы тел) необходимо, чтобы геометрическая сумма моментов внешних сил была равна нулю, а внутренние силы обеспечивали сохранение позы.

В статике различают три вида равновесия: устойчивое, неустойчивое и безразличное, в биомеханике спорта рассматривают четвертый специфический вид равновесия – ограничено-устойчивое. Каждый вид равновесия отличается от другого расположением ОЦТ по отношению к опоре и его перемещение при выведении тела из равновесия.

Вид равновесия	устойчивое	неустойчивое	безразличное	ограниченно-устойчивое
Пример из механики				-
Пример из спортивной практики	Вис на перекладине	Стойка на руках	Положение лежа	Стойка в вольной борьбе

1. Устойчивое – при любых отклонениях тело сохраняет равновесие. Центр тяжести при движении повышается, возникает момент силы тяжести, под действием которого ОЦТ стремиться занять исходное самое низкое положение;

2. Неустойчивое – тело не возвращается в исходное положение после нарушения состояния равновесия. Тело, выведенное из равновесия, продолжают падать под действием момента силы тяжести, плечо которого постоянно увеличивается (возникает момент опрокидывания);

3. Безразличное – центр тяжести не меняет своей высоты, момента силы тяжести не возникает;

4. Ограниченно-устойчивое – чаще всего встречается при выполнении физических упражнений при нижней опоре. При незначительном отклонении центр тяжести поднимается и появляется момент устойчивости, но это продолжается до определенных границ, пока линия центра тяжести не выйдет за край опоры, после этого возникает опрокидывающий момент.

От чего зависит устойчивость тела при выполнении статических упражнений

В различных упражнениях степень устойчивости тела различная и зависит от:

1) площади опоры – это площадь, заключенная между крайними точками опоры тела (рис. 7, фрагменты 1-7). Чем больше площадь опоры, тем больше степень устойчивости. Борцы, боксеры стараются увеличить площадь опоры за счет широкой постановки стоп.

Помимо площади опоры в биомеханике определяют площадь эффективной опоры (рис. 7, фрагмент 8). Она расположена внутри площади опоры и исключает, например, фаланги пальцев, которые не могут противодействовать внешней силе;

8

Рис. 7. Площадь опоры в стойках (1 – равновесие на одной, 2 – на передней части стопы, 3 – в основной стойке, 4 – стойка стопы вместе, 5, 6, 7 – стойки с различным расположением стоп, 8 – площадь эффективной опоры при стойке стопы вместе)

2) высоты расположения общего центра тяжести. Чем выше расположен центр тяжести над опорой, тем меньше степень устойчивости. Например, если из положения стоя присесть – центр тяжести понизится, а поднять руки вверх – повысится;

3) проекции ОЦТ на площадь опоры. В пределах площади опоры ОЦТ не занимает положение в одной единственной точке, а перемещается в определенных зонах:

– оптимальная зона положения ОЦТ – наиболее соответствует задаче сохранения равновесия. Данное положение не всегда удобно, и это самая малая зона;

– зона сохранения равновесия – перемещения ОЦТ в пределах этой зоны еще не приводят к полному нарушению равновесия, но приближение ОЦТ к границам эффективной опоры угрожает потерей равновесия;

– зона восстановления равновесия – перемещение ОЦТ в эту зону для механической системы необратимо ведет к нарушению равновесия, а человек, используя внутренние силы, еще может восстановить равновесие.

Для лиц с неодинаковой физической подготовленностью пределы этой зоны различные.

4) угла устойчивости, образованного линией тяжести и линией, соединяющей центр тяжести тела с краем площади опоры, в сторону которой определяется степень устойчивости тела (рис. 8). Чем больше угол устойчивости, тем больше степень устойчивости.

Рис. 8. Углы устойчивости

Равновесие нескольких тел зависит от тех же условий, что и для отдельно взятого человека.