인체역학

1 인체의 물리적 특성

 

질량의 무게

 

- 질량 : 물체를 구성하는 물질의 양이다.

- 무게 : 중력이 물체에 포함된 힘의 양이다.

 

 

인체의 무게 중심

 

- 물체 또는 신체에 중력이 한 점에 집중된 균형점이다.

- 무게 중심은 토크(torque)의 합이 0인 지점으로 회전 균형을 이룬다.

- 인체의 무게 중심의 위치는 자세에 따라 변하게 되며 움직이고 있을 때는 그 위치가 계속적으로 변하게 된다. 무게 중심은 항상 변할 수 있다.

- 무게 중심의 위치는 신체 내부에만 위치하는 것이 아니라 외부에 위치하는 경우도 있다.

- 두 사람의 몸무게는 같더라도, 두 사람의 무게 중심 위치는 다를 수 있다.

- 자유롭게 움직이는 분절은 인체 전체의 무게 중심점의 위치를 수시로 변하게 한다.

 

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경기력 향상을 위해 무게 중심을 효과적으로 활용하는 상황

 

- 높이뛰기 선수가 바를 효과 적으로 넘기 위해 배면 뛰기 기술을 구사한다.

- 레슬링 선수가 안정서 위해 무게 중심을 낮춘다.

- 배구 스파이크 시 타점을 높이기 위해 무게 중심을 높인다.

- 단거리 크라우칭 스타트(crouching start) 시 빠른 출발을 위해 무게 중심을 높인다.

- 레슬링의 방어 자세는 무게 중심이 기저면의 안쪽에 위치하게 한다.

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인체 평형과 안정성

 

기저면

 

- 물체를 지지하는 면적이다.

 

 

인체 평형

 

- 내외적인 힘의 합과 토크의 합이 모두 0인 상태, 즉 정지되어 있는 상태를 말한다.

- 평형 상태에서는 가속도 및 각가속도가 0이고 병진 운동과 회전 운동이 일어나지 않는다.

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인체의 안정성과 관련이 있는 것

 

- 기저면의 크기, 무게 중심의 높이, 마찰력, 무게와 관련이 있다.

 

 

인체의 안정성

 

- 기저면이 넓을수록, 무게 중심이 낮을수록, 몸무게가 무거울수록 안정성은 향상된다.

- 서양인은 동양인에 비해 하자 장의 길이가 길기 때문에 무게 중심이 동양인보다 높다.

- 여자는 남자보다 골반이 넓고 어깨의 폭이 좁고 무게 중심이 남자보다 낮기 때문에 더 안정적이다.

 

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3 인체의 구조적 특성

 

인체의 분절 모형

 

머리와 목, 몸통, 상완, 전완, 손, 대퇴, 하퇴, 발을 말한다.

 

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인체 지레의 종류

 

1. 1종 지레

- 힘과 저항이 지레 중심을 기준으로 양쪽에 분포한다.

- 축이 힘과 저항 사이에 있을 때 균형 잡힌 움직임을 제공하기 위해 고안된다.

 

2. 2종 지레

- 힘과 저항이 같은 쪽에 분포(힘 팔의 길이가 더 긴 경우)

- 물체의 저항점이 힘의 작용점과 회전축 사이에 있으며, 힘 팔이 저항 팔보다 항상 긴 구조를 가진다.

- 힘의 측면에서는 유리한 구조이지만 움직임의 범위와 속력에서는 불리하다.

 

3. 3종 지레

- 힘과 저항이 같은 쪽에 분포(저항 팔의 길이가 더 긴 경우)

- 저항 팔이 힘 팔보다 항상 긴 구조를 가진다.

- 힘의 측면에서는 불리한 구조이지만 움직임의 범위와 속력에서는 이점이 있다.

- 인체 지레는 대부분이 제3종 지레에 속한다.