Описувати положення тіла людини можна різними способами. Викладемо один з найбільш зручних, розробити конструкцію танний В. Т. Назаровим (1974) і спирається на робо-ти Г. В. Коренєва (1964) з механіки керованого тіла. Положення тіла людини в просторі описуючи-ється в цьому випадку його місцем, орієнтацією і по-зой.
Місце тіла характеризує, в якій частині про-простору (де саме - наприклад, в якій частині стадио-на, кімнати) знаходиться в даний момент людина. Щоб визначити місце тіла, досить вказати три Координа-ти будь-якої точки тіла в нерухомій системі коорди-нат. В якості такої точки зазвичай зручно вибирати загальний центр мас тіла (ЗЦМ), пов'язуючи з ним початок іншої, рухомий системи координат, осі якої орієнтовані так само, як і осі нерухомої системи.
Орієнтація тіла характеризує його поворот відносно нерухомої системи координат (вгору головою, вниз головою, горизонтально і т. П.). Поза тіла характеризує взаємне розташування ланок тіла відносно один одного. Визначення місця тіла зазвичай не пов'язане з больши-ми труднощами. Визначення орієнтації тіла - завдання набагато важче, особливо при складних позах. Пояснюється це тим, що з точки зору механіки тіло людини є тілом змінної конфігурації (В. Т. Назаров, 1974). Для таких тіл поняття про їх ори-ентации в просторі не є строгим.
Згадаймо, як визначаються основні площини і осі людського тіла (див. Наприклад, В. В. Бунак, 1941) (рис. 1).
Основні площині тіла орієнтуються в системі трьох взаємно перпендикулярних осей: вертикальної і двох горизонтальних - поперечної і глибинної, або пе-редную-задньої.
Вертикальна площина, що проходить через передню серединну і хребетну лінії, а також будь-яка площина, паралельна їй, називаються сагиттально. Вони поділяють тіло на праву і ліву частини.
Вертикальна площина, що проходить перпендикулярно до сагітальної, а також будь-яка площина, паралель-ва їй, називаються фронтальними. Вони поділяють тіло на передню та задню частини.
Горизонтальні площині проходять перпендикулярно по відношенню до цих двох площинах і називаються трансверсального (поперечними). Вони раз-ділячи тіло на верхню і нижню частини.
На жаль, основні анатомічні площини і осі мало придатні для опису багатьох рухів чоло-століття. Проблема тут полягає в тому, що з тілом людини треба якимось чином зв'язати систему координат так, щоб зміна орієнтації цієї системи відображало зміна орієнтації тіла.
М. С. Лукін (1964) запропонував з цією метою визна-лять подовжню вісь тіла в такий спосіб. Тіло людини (в стійці руки вгору) ділиться горизонтальною площиною на дві рівні за вагою половини. Лінія, со-единящей центримас верхньої і нижньої половини тіла (і проходить через ОЦМ), утворює подовжню вісь тіла (OY). Інші дві осі (ОХ і OZ) повинні бути перпендикулярні їй і починатися в ОЦМ. Передньо-зад-нюю вісь направляють паралельно площині симетрії таза, а поперечную- перпендикулярно їй.
а) вихід крижового каналу (між крижовий рогами), який легко пальпується. Так як крижі є жорстким освітою, система координат, що починається в цій точці, добре орієнтується: верти-Кальна вісь OY спрямована вгору по крижів, фронталь-ва ОХ - вліво, сагиттальная вісь OZ - вперед (Panjabietal. 1974);
б) вершина остистоговідростка п'ятого поперекового хребця (А. Н. Лапутин, 1976) -точка, дуже близько розташована до центру мас тіла людини, що стоїть у звичайній стійці.
Для визначення орієнтації тіла з ним треба зв'язати дві системи координат, мають початок в одній точці. Осі однієї з них залишаються паралельними нерухомій системі координат (по відношенню до якої визначається місце тіла); осі другий - пов'язані з тілом. Орієнтацію тіла в цьому випадку характеризують три ейлерову кута, за допомогою якої можна перейти від однієї системи координат до іншої.
РісI. Основні площині і осі людського тіла.
Інерційні характеристики розкривають, які особливості тіла людини і рухомих їм тел в їх взаємодіях. Від інер-ційних характеристик залежить збереження і зміна швидкості. Це маса, момент інерції, зазвичай безпосередньо не реєструються. Визначаються дані, за якими розраховують ці характеристики.
Маса тіла (т) визначається зважуванням. Знаючи по вазі тіла його силу тяжіння (G) і прискорення вільного падіння тіла (g),
G визначають масу:
Розподіл мас в тілі певною мірою характеризується становищем його загального центру ваги (ОЦТ). Застосовують досвід-ве (експериментальне) визначення положення ОЦТ і рас-парне.
Один з найбільш точних досвідчених методів - зважування людини на трикутної платформі (рис.2) в заданій позі.
Мал. 2. Визначення положення ОЦТтела людини зважуванням на платформі (по Г. Хохмуту)
Необхідну позу встановлюють двома способами. При першому спосо-бе позу змальовують з кінокадру, збільшуючи її до натурального розміру. На цей малюнок, що знаходиться на платформі, лягає випробуваний, прини-травня позу, відповідну нанесеному контуру. При другому способі на кінокадрі вимірюють кути в великих суглобах тіла (плечові, ліктьові, та-зобедренние, колінні, голеностоп-ні) і, використовуючи кутоміри, при-дають випробуваному на платформі тре-буєм позу.
Дослідне визначення виконуємо-ють і на моделях. Модель Абалакова - фігурка людини, побудований-ва з дотриманням середніх про порцій тіла (в 0,1 розміру тіла і 0,001 ваги) Фігурка укладається в заданій позі на аркуш паперу з контурами пози (рис. 3, а) Лист з моделлю пересувають по вільно гойдається на опорі Про платформі, поки ОЦТ моделі не співпаде з точкою підвісу платформи Натиском знизу на голку в центрі платформи проколюють аркуш паперу в точці розташування ОЦТ.
Можна також застосувати шарнірну модель О. Фішера, яка позволя-ет визначити положення ОЦТ в передньо-задній площині (рис 3, б)
Маса - це міра інертності тіла при поступальному дві-жении. Вона вимірюється ставленням прикладеної сили квизиваемому нею прискоренню:
Вимірювання маси тут засновано на другому законі Ньютона: Зміна руху пропорційно ззовні діючої силі і відбувається по тому напрямку, по якому ця сила прило-дружина.