Рычаги тела человека

Рычаг – это простейший механизм, помогающий человеку преобразовать энергию мышечного усилия в движение, многократно увеличивая прилагаемую силу. Рычажные механизмы присутствуют и в теле человека. Это все кости, имеющие определённую свободу движений. Понимание устройства и задач различных типов рычагов тела человека поможет вам в выработке стратегии терапии и выборе техник при работе с различными частями тела.

УСТРОЙСТВО РЫЧАГА

Любая рычажная система имеет в своём составе три особых части. Первая часть называется осью (или точкой опоры). Относительно этой части и совершается движение рычага. Например, в ножницах осью является осевой винт, расположенный между кольцами и лезвиями. Гаечный ключ – это рычаг, использующий центр удерживаемого им болта в качестве оси.

В теле человека осями являются суставы. Например, коленный сустав является точкой опоры или осью для рычага, состоящего из бедра и голени. Следующие два компонента рычажной системы – источники механической энергии, работающие в противоположных направлениях, две точки приложения сил. Первый источник – это сопротивление, то есть механическая энергия, которая преодолевается при активации рычага. При движении тела человека, силы тяжести, трения или какие-либо другие внешние силы, действующие на тело, играют роль сопротивления.

Второй источник механической энергии – это приложение мышечного усилия или просто сила.

Вернемся к рассмотренному выше примеру. При разведении и сведении колец ножниц с помощью сокращений мышц руки создаётся сила, а предмет, который вы разрезаете, создаёт сопротивление. Если говорить о гаечном ключе, то силой является усилие, которое вы прилагаете, чтобы повернуть ключ, а трение резьбы болта о рабочую поверхность создаёт сопротивление.

ТИПЫ РЫЧАГОВ

Вышеперечисленные компоненты рычага могут располагаться по-разному в зависимости от типа рычажной системы. Задачи рычага в таком случае также меняются.

РЫЧАГИ ПЕРВОГО РОДА

Рычаги первого рода имеют точку опоры, расположенную между точками приложения сил. Простейший пример рычага первого типа – детские качели (См. Рис.1). Твёрдая балка расположена на точке опоры. Если два человека сядут на противоположные концы рычага такого типа, они смогут балансировать на центральной оси, или один может подняться выше другого. Задача рычага такого типа – баланс.

Рычаги первого рода используются в нашем теле, когда необходимо сбалансированное усилие. Подъём головы вверх после того, как её опустили вниз – пример работы рычага первого рода. Вес головы смещён вперёд относительно позвоночного столба. Воздействие силы притяжения на голову создаёт сопротивление. Суставы шейных позвонков образуют ось. Трапециевидные мышцы и её мышцы-синергисты, разгибающие шею, генерирует усилие, перемещающие рычаг. Сопротивление на одной стороне, ось в центре и сила на другой стороне. Такая рычажная система позволяет удерживать голову в правильном положении относительно позвоночного столба.

РЫЧАГИ ВТОРОГО РОДА

Рычаги второго рода имеют силу на одном конце, ось на другом, а сопротивление располагается в середине. Один из самых распространённых рычагов второго рода – тачка (Рис.2). Колесо служит осью на одном конце. Кузов, в котором что-то находится, играет роль сопротивления в центре. Подъём рукояток обеспечивает приложение силы на другом конце.

Рычаги второго рода гораздо мощнее, но имеют ограниченную скорость и диапазон движения. Рычаги второго рода в теле человека располагаются в лодыжках, необходимых, помимо всего прочего, для толчкового усилия. Осью в этом случае являются подушечки стоп, а силу генерируют мощные икроножные мышцы (одна из мышц-подошвенных сгибателей), прикрепляющиеся к пятке. В роли сопротивления выступает вес тела, воздействующий на структуру через большеберцовые кости. Этот мощный рычаг задействован при ходьбе, беге и прыжках. Подобное строение объясняет, почему у человека икроножные мышцы значительно больше по сравнению с другими мышцами голени, участвующими в разгибании.

РЫЧАГИ ТРЕТЬЕГО РОДА

Рычаги третьего рода имеют сопротивление на одном конце, ось на другом, а точка приложения мышечного усилия располагается посередине. В качестве примера можно привести лопату (См.рис. 3). Земля обеспечивает сопротивление, когда вы втыкаете конец лопаты в землю. Сила генерируется при подъёме средней части ручки. Ваша другая рука обеспечивает ось на другом конце лопаты. Этот рычаг ориентирован на скорость и диапазон движения.

Рычаги третьего рода имеют наибольшее распространение в теле человека и представлены, например, мышцами, сгибающими руку в локте при приведении руки к плечу. Локтевой сустав является осью, а двуглавая мышца плеча и плечевая мышца, расположенные дистально, обеспечивают силу. Сопротивлением является вес предплечья и предмета, удерживаемого в руке.

ПРИМЕНЕНИЕ НА ПРАКТИКЕ

Определение рода рычажной системы определённой части тела помогает лучше понять принцип функционирования и способствует более эффективной диагностике и выбору стратегии терапии, направленной на восстановление функционирования и предотвращение травм.

Например, из разобранных выше примеров можно сделать вывод, что в мышцах шеи зачастую нарушен баланс длины и силы, а подошвенные сгибатели имеют тенденцию к укорачиванию при частом их использовании для создания взрывной силы (как мы уже знаем, в рычагах второго рода важнее сила, чем диапазон движений).

Большинству подвижных суставов тела человека требуется полный диапазон движения для нормального функционирования, поскольку они являются рычагами третьего рода.

Кристи Кэл

 

Категории статей: