مبادئ أساسية في الميكانيك الحيوي ج8

مركز الثقل Center of cavity:

إن الجاذبية الأرضية هي إحدى القوى الخارجية التي تؤثر على جسم الإنسان.

تعريف مركز الثقل: هو عبارة عن نقطة وهمية خيالية يعتبر وزن الجسم متركزاً في هذه النقطة ويرمز له (CG / COG) ويعني بالضبط نقطة المركز لأي جسم حيث يمكن لهذا الجسم أن يدور بحرية في كل الاتجاهات ويمكن أيضاً أن يدعى مركز الكتلة حيث محصلة جميع القوى المؤثرة في هذه النقطة تساوي الصفر.

موقع مركز الثقل في الأجسام: هناك تصنيفين وهما:

الأجسام غير الحية: إن موقع مركز الثقل يعتمد على شكل وموقع الجسم وفي حالة الإسطوانة المربعة والتي تتوزع فيها الكتلة بشكل متماثل، فيكون مركز الثقل هذه الاسطوانة هو مركز الجسم ونستطيع تحديد مركز الجسم وذلك بتعليق هذا الجسم من عدة نقاط مختلفة والانتظار حتى يتزن ثم نصل هذه الخطوط الشاقولية فتجتمع في نقطة تكون هي مركز الجسم أو مركز الثقل.

الإنسان: ونكون أمام حالتين:

بالنسبة لمركز عضو معين (الطرفين العلويين أو السفليين) في جسم الإنسان فإنّ توزيع الكتلة يكون غير متماثل وبالتالي COG سيكون أقرب إلى النهاية الأكبر والأثقل.

ملاحظة:

يؤثر التغيير في أعضاء الجسم على موقع COG حيث ينتقل COG نحو الكتلة الثقيلة، فعلى سبيل المثال عند عطف الذراع الأيمن يؤدي إلى حركة COG باتجاه الكتلة الثقيلة وبالتالي التوازن أثناء الحركات الجاذبة خارج الجسم لذلك فإنّ الشخص الذي يركض أو يمشي لا يقع لأنه يقوم بتحريك أطرافه الأربعة أثناء هذه العمليات.

بالتالي فإنّ مركز الثقل يعود إلى موقعه الطبيعي داخل الجسم.

العوامل التي تؤثر على موقع COG في الجسم:

1-العمر:

يؤثر العمر على نسبة كتلة الجسم المختلفة وبعد ذلك يؤثر على موقع COG ففي المولود الجديد يكون COG مرتفع وذلك لأن الجزء الأعلى من الجسم يكون أثقل من الجزء المنخفض أمّا عند البالغين فيكون COG أخفض.

وما يلي يوضح موقع مركز الثقل وتغير موضعه عند الإنسان:

عند المولود الجديد: فوق السرة.

عند عمر السنتان: في مستوى السرة.

عند عمر الخمس سنوات: تحت مستوى السرة.

عند البالغ: أمام الفقرة العجزية الثانية.

2-الجنس:

إن COG يكون أعلى عند الذكور من الإناث وذلك للأسباب التالية:

التوزيع العضلي يختلف بين الذكور والإناث.

عند الذكور يكون الجزء العلوي من الجسم أثقل من الجزء السفلي.

الحوض النسائي أوسع وأثقل من الحوض الذكري.

فخذي المرأة أثقل وسيقانها أقصر منها عند الرجل.

ففي تجربة أجراها العلماء حول تحديد مركز الثقل عند الرجال والنساء وجد بأن مركز الثقل عند الرجال يقع على ارتفاع 56,18 % من ارتفاعهم وعند النساء يقع على ارتفاع 55,44 % من ارتفاعهم.

3-القوام (الوضعة):

هنا نميز بين مفهومين وهما:

الوضعية: هي حالة مؤقتة تتخذ من أجل تنفيذ فعالية ما إمّا ثبات أو حركة.

الوضعة (القوام): هي حالة الجسم العامة أو شكل الجسم الخارجي للإنسان الدائم.

4-التركيب التشريحي للإنسان.

5- إذا كان الإنسان يحمل وزناً أو يرتكز على شيء ما.

6- إضافة و طرح الوزن:

إضافة وزن: