简明运动生物力学：人体平衡影响因素

人体运动中的平衡大多属于下支撑平衡,影响下支撑平衡稳定性的主要因素如下:

1.支撑面

支撑面包括支撑部位的接触面积及其最外侧边缘所包围的面积。支撑面越大,稳定性就越好;支撑面越小,稳定性就越差。例如,人体两脚开立比两脚并立姿势稳定,双脚站立比单脚站立稳定性好,手倒立要比肩肘倒立难度大,单手倒立难度更大(图4-1)。

图4-1　肩肘倒立、双手倒立、单手倒立

2.稳定角

在支撑面大小不变的情况下,重心位置越低,稳定性越好;重心位置越高,稳定性越差。可用稳定角的概念来综合反映支撑面的大小、重心的高低及重力作用线这3个因素对稳定性的影响。稳定角是指重力作用线和重心至支撑面相应边缘连线间的夹角(图4-2)。稳定角越大,物体的稳定性越好;稳定角越小,物体的稳定性越差。稳定角能定量地说明在重力能够产生恢复力矩的倾倒范围,从而使物体恢复到原来的平衡位置上。物体倾斜角度大于稳定角时,重力产生的倾倒力矩使物体倾倒。对于人体来说,稳定角有无数个,在运动实践中通常根据动作的需要选取不同的稳定角。如在蹲距式起跑的出发姿势中尽量使身体前移,以使重力作用线接近支撑面的前缘,目的就是减小向前方向的稳定角,有利于听到枪声时迅速打破向前方向的平衡而快速起跑和出发。在摔跤、武术等项目中加大在对抗方向的稳定角,提高对抗方向的稳定性,并巧妙地运用粘走,转化对方的来劲,破坏对方的平衡,达到“四两拨千斤”的目的。(https://www.xing528.com)

图4-2　人体不同姿势各个方向的稳定角

3.稳定系数

稳定系数是稳定力矩与翻倒力矩的比值,表示物体依靠重力矩抵抗各种外力作用而保持平衡的能力。稳定系数大于1,物体能抵抗翻倒力矩,平衡不被破坏;稳定系数小于1,物体不能抵抗翻倒力矩,平衡会遭到破坏,即物体会翻倒。

平衡与稳定性是两个不同的概念,人体平衡是人体在外力作用下的身体姿态,稳定性是保持人体某种姿态或运动状态的能力。人体的平衡通常在某一方向上稳定性较大,而在另一方向上稳定性较小。如头手倒立,人体前后方向的稳定性小,而左右方向的稳定性相对要大些。人体的稳定性具有方向性。