Środek ciężkości

ŚRODEK CIĘŻKOŚCI I METODY
Środek ciężkości – to punkt w którym przyłożona jest siła reprezentująca
ciężar ciała. To punkt w którym przyłożona jest wypadkowa sił ciężkości
wszystkich elementów.
Aby wyznaczyć środek ciężkości należy :
   wyznaczyć ciężar owych elementów

   dodać je do siebie zgodnie z zasadami sumowania wektorów

    punkty przyłożenia wektora wypadkowego wyznaczy nam położenie

śr.ciężkości
o                     śr.cięż figur płaskich i regularnych leży w ich środku
geometrycznym
o                     śr.cięż jednorodnych brył leżą w środku ich symetrii
o                      śr.cięż jednorodnych figur mających oś symetrii lezący na tej
osi

METODY WYZNACZANIA ŚRODKÓW CIĘŻKOŚCI

Dzielą się na :
    pośrednie :

-analityczna (Twierdzenie Vorginona – wypadkowy moment
siły ciężkości układu sił równoległych względem dowolnego
punktu jest równy algebraicznej sumie momentów sił
składowych względem tego punktu.)

     bezpośrednie

-dźwigni jednostronnej
Zazwyczaj SC znajduje się na wysokości od 53-60%
wysokości ciała.
U niemowląt jest on położony wyżej ze względu na dużą
głowę, i drobny tułów. Dlatego punkt OSC może zmieniać
się :
-w zależności od wieku
-u gimnastyków ze względu na rozwinięcie obręczy barkowej
(śr.cięż.położony jest wyżej)

COP
punkt przyłożenia sił reakcji
podłoża (center of pressure)
COM
środek masy (center of mass)
COP

LR

punkt przyłożenia siły reakcji podłoża
kończyny prawej (center of pressure
leg right)
COP

LL

punkt przyłożenia siły reakcji podłoża
kończyny lewej (center of pressure
leg left)

Anatomia i funkcje kręgosłupa

Mięsnie szkieletowe kręgosłupa
Główne mięśnie dla biomechaniki kręgosłupa to:
grupa mięśni odcinka szyjnego,
mięśnie grzbietu odcinka piersiowego,
powierzchowne,
głębokie,
głębokie krótkie grzbietu,
mięśnie klatki piersiowej,
mięśnie odcinka lędźwiowo-krzyżowego,
boczne i przednie mięśnie brzucha,
tylne mięsnie brzucha,
grzbietu odcinka lędźwiowo-krzyżowego.

Stanowi przeciążenia towarzyszy
często niestabilność.
Niestabilność mechaniczna
Niestabilność kliniczna

Modele obciążeniowe
kręgosłupa

Cel opracowywania modeli
teoretycznych:

Model Stotte'a

Model obciążeniowy
kręgosłupa lędźwiowego
Schultza

Q

t

- cięażr głowy i karku oraz tułowia

P

p

- siła wywierana przez ciśnienie

w poddbrzuszu

Q

l

- cięażr ramion działających przez staw

ramienny,

P

x

- siła prostowników grzbietu

P

m

- składowa siły wzdłużnej mięśni

brzucha

P

s

, P

c

- składowe siły w krążku

międzykręgowym

[wg. Stotte’a]

P

x

d

x

+ P

p

d

p

= Q

ldl

± Q

tdt

+P

m

d

m

Pc=(Q

l

+ Q

t

)cosα + Px – Pp +Pm

Ps=(Q

l

+ Q

t

)sin

α

Ergonomiczna pozycja siedząca powinna
wyróżniać się kilkoma ważnymi cechami, m.in.:
- siedzieć powinniśmy na guzach kulszowych, co
zapewnia odpowiednie ustawienie miednicy,
- dodatkowo zalecane jest wsparcie na kości
guzicznej, np. podłożenie pod nią małej piłeczki
stabilizującej miednicę( nie ma wtedy
tyłochopochylenia),
- kolana powinny być lekko zgięte i znajdować
się poniżej stawów biodrowych( gdy są
ustawione wyżej, ogólny środek ciężkości
przesuwa się w stronę odcinka lędźwiowego
kręgosłupa),
- stopy powinny być w pełni podparte na
płaszczyźnie rzutu ogólnego środka ciężkości- na
nich spoczywa cały ciężar ciała, stawy skokowe
powinny być lekko cofnięte do tyłu od stawów
kolanowych.

Biomechanika lokomocji

Atrybuty chodu:

1/ stabilność podparcia

2/ prawidłowy prześwit pod stopą w fazie wymachu kończyny

3/ odpowiednie ustawienie stopy poprzedzające jej kontakt z podłożem

4/ prawidłowa długość kroku

5/ minimalny wydatek energetyczny.

Wyznaczniki chodu wypełniają trzy główne zadania:

1/ redukują maksymalne uniesienie środka ciężkości

2/ ograniczają jego opadanie w skrajnych położeniach

kończyn dolnych- na granicach faz podparcia i

przeniesienia

3/ ograniczają boczne przemieszczenia środka

ciężkości

Wzkaźniki antropometryczne stóp

Badania kliniczne oraz antropometryczne
wykazały w różnych krajach, że u

ok. 46% do 90% osób występują odchylenia od
prawidłowej budowy stopy takie jak:

• płaskostopie poprzeczne,

• płaskostopie podłużne,

• koślawość palucha,

• młotkowatość palców,

• chrzęstno-kostne rozrosty główek kości
śródstopia

METODY BADAŃ STOPY

Ocena stóp, podobnie jak ocena postawy ciała, nie
należy do łatwych i prostych. Wyróżnić można
następujące metody badań stóp:

metoda ortopedyczna polegająca na oglądaniu i
odpowiednim zakwalifikowaniu stóp do jednej z
trzech podstawowych grup (wydrążona, prawidłowa,
płaska),

Podstawowe typy stóp wg Clarke’a: 1÷3 – stopa
wydrążona, 4÷6 – stopa normalna, 7÷10 – różne
postacie płaskostopia

metoda antropometryczna polegająca na wykonaniu
szeregu pomiarów długościowych, wysokościowych,
szerokościowych oraz objętościowych stopy,

Wskaźnik kątowy Clarke’a (Cl)

Kąt Clarke’a jest zawarty między styczną
przyśrodkowego brzegu odbitki a linią łączącą punkt
największego wgłębienia i zetknięcia stycznej
przyśrodkowej z brzegiem przodostopia. Kąt ten
określa stan wysklepienia podłużnego łuku stopy.

Wskaźnik Bałakirewa

W celu obliczenia wskaźnika Bałakirewa rysuje się
dwie linie styczne do krawędzi stopy. Linie te
przetną się tworząc kąt piętowy γ. Na obrysie stopy
wyznaczamy najdalej wysunięty punkt pięty, zwany
punktem obciążenia stępu (A).

Miejsce styczne na bokach przodostopia łączy linia
poprzeczna wewnętrzna (ZW). Dzieląc ją na 6 odcinków
wyznaczamy w pięciu równych odstępach środki główek
kości śródstopia. Od punktu obciążenia stępu (A)
przeprowadzamy poprzez II główkę kości środstopia
linię AO. Na 1/3 punktu obciążenia stępu odnajduje się
staw Choparta (CN). Linia CN, biegnąca prostopadle do
linii AO, daje wymiar poprzeczny tylnej części odcisku
stopy na poziomie stawu Choparta. Zmiany w
wysklepieniu stopy pociągają za sobą różnice w
stosunkach części zabarwionej do nie zabarwionej
odbicia stopy. Zmiany te Bałakirew ujmuje w stosunki
liczbowe, dzieląc wymiar poprzeczny zabarwionej
części w stawie Choparta (CN) przez największywymiar
części nie zabarwionej (EF). W ten sposób powstaje
wskaźnik CN/EF, którego wielkością możemy określić
stan deformacji stopy.

Bałakirew wyróżnił trzy rodzaje wskaźnika:

- wskaźnik wzrasta ku nieskończoności od 1.0
wzwyż – stopa płaska,

- wskaźnik zmniejsza się od 1.0 do 0.0 – stopa
wydrążona,

- wskaźnik wielkości równej 1.0 – stopa
normalna.

Wskaźnik „Ky” (Sztritera-Godunowa)

Określa on stosunek długości odcinka
przebiegającego w centrum wysklepienia łuku
podłużnego przez zacienioną część śladu do długości
odcinka wykreślonego przez nie zacienioną i
zacienioną część plantokonturogramu.

Ky=(B-C)/(A-C)

gdzie: B-C – część
zacieniona

A-C – część zacieniona i nie
zacieniona.

Klasyfikacja stóp wg
wskaźnika „Ky” dla osób
dorosłych:

1. Stopa wydrążona 0,00 ÷
0,25

2. Stopa normalna 0,26 ÷
0,45

3. Stopa obniżona I° 0,46 ÷
0,49

4. Stopa obniżona II° 0,50 ÷
0,75

5. Stopa płaska 0,76 ÷ 1,00

Ocena wysklepienia poprzecznego stopy
Do oceny wysklepienia poprzecznego stopy
służy wskaźnik „W” – Wejsfloga.
W=S/P
gdzie: S - długość stopy, P – szerokość stopy
Stosunek długości stopy do jej szerokości
powinien wynosić 3:1, tzn. że za idealną uznaje
się taką stopę, która przy długości 30 cm (S),
ma szerokość 10 cm (P) –wtedy 30:10=3.
Praktycznie rzadko spotyka się taką stopę.
Najczęściej wskaźnik „W” zamyka się w
przedziale pomiędzy 2 a 3. Wartości bliższe „2”
np. 2,10 świadczą o płaskostopiu poprzecznym,
natomiast wartości bliższe „3”, np. 2,97
dowodzą
prawidłowego wysklepienia poprzecznego stopy.

Pomiar katów na stopie

Kąt piętowy (γ)

Wyznaczają go dwie styczne
do wewnętrznej i
zewnętrznej krawędzi stopy.
Styczne przecinają się poza
piętą tworząc kąt. Norma
dla kąta piętowego wynosi
15÷18°.

Kąt koślawości palucha (kąt
α)

Jest to kąt zawarty między
styczną do przyśrodkowego
brzegu stopy a styczną
poprowadzoną z punktu w
najszerszym miejscu
przodostopia (mtt) do
zewnętrznego brzegu
palucha. Norma dla kąta
koślawości palucha wynosi
0÷9°.

Kąt szpotawości V palca
(kąt β)
Wyznacza się go podobnie
jak kąt α, ale po stronie
zewnętrznej brzegu stopy.