书城科普读物物理常识速读
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第72章 什么是重心

一个物体的各部分都会受到重力的作用。从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点就叫做物体的重心。

质量分布均匀的物体。重心的位置只与物体的形状有关。有规则形状的物体,它的重心就在几何重心上,比如,均匀细直棒的中心在棒的中点,均匀物体的重心就在球心,均匀圆柱的重心就在轴线的中点。不规则物体的重心,可以采用悬挂法来确定,不规则物体的重心,不一定在物体上。

质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关,比如载重汽车的重心随着装货的多少和装载位置的不同而有所变化,起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。

从力学观点出发,一切物体都是由无数个小的质点组成的。如果把人体作为一个质点系,那么,它也是由身体各个部分的质点所组成的。那什么是质点呢?所谓质点,就是把物体设想成没有大小形状。只具有一定质量的几何点。人体是由头、颈、躯干、上臂、下臂、手、大腿、小腿、足这些环节组成的,人体各环节的运动和整个人体的运动紧密地联系着。运动中,根据我们对动作分析的需要,我们可以把组成人体的这些环节都看成是人体质点系的一个个小的质点,通过对这些质点的分析,再把这些质点的运动形式联系在一起,就可以对整个身体的运动状态有一个准确的把握。

任何一种物体都会受到地球引力的作用,构成人体的各个质点所受到地球引力的合力,就是整个人体的重力。人体在运动时,无论它的位置怎么变化,重力的方向是不会改变的,始终是与水平面垂直的,它的合力作用线始终通过人体的同一点,这一点就是人体的重心。简言之,重心就是人体重力的合力作用点。

人体是由很多环节组成的,每个环节也都有自己重力的合力作用点,我们称之为环节重心,比如前臂环节的重心,就叫前臂重心。运动中各个环节的重心组合起来,就形成了即刻身体的合力作用点。叫做人体的重心或身体的重心。

由于个体在骨骼大小、肢体长短、肌肉发达程度、脂肪多少等方面都会有所差异,因此人体重心位置也是存在个体差异的。女子因为下肢一般比男子短,加上骨盆比男子宽,因此,女子重心要比男子低。儿童的头和躯干的质量在身体中所占的比重要比成人的大一些,因此,儿童的身体重心会比成人的要高一些。两个人的身高相同。如果其中甲的上体比乙发达,乙的下肢比甲发达,那么,甲的身体重心就比乙的稍高。

人体重心位置不仅因人而异。就是对同一个人来讲,也不是固定不变的。这种变化,除了受形态上的改变以外(比如肌肉、脂肪的增长或消退等)。还会受到呼吸、消化、血液循环等因素的影响。特别是在运动中,重心会随着人体姿态的变化而变化。人体在运动时,重心变化的范围会非常明显。经研究得知,凡是上、下肢向上运动。人体重心的位置就会升高,上、下肢向上并向前运动,人体重心的位置就在升高的同时并前移;上、下肢向上并向后运动,人体重心的位置升高并后移;人体前屈,重心位置就跟着前移,甚至超出体外等等。比如射击项目,哪怕只是呼吸重心改变1厘米,都会带来脱靶的可能。在体操和摩托等项目中,重心不在人体内的现象更为广泛。上述这些。都是我们研究体育运动中重心变化的理论依据。