Человек способен передвигаться в вертикальном положении потому, что для этого в его теле сбалансирован центр тяжести. Им считается точка приложения всех сил тяжести других частей организма, располагающихся за пределами бедер. Мужчины и женщины различаются как по строению тела, так и по расположению центра тяжести. Но и у них он в течении жизни не постоянный.
Центр тяжести человека узнали только в XX веке
Точное местоположение центра тяжести человека было научно установлено только в 1910-х годах. Впервые это сделали в США, доктор медицинских наук Роберт Ловетт и бостонский патологоанатом Джон Рейнолдс. Они построили подробные диаграммы, отражающие то, как мышцы торса совместно стабилизируют позвоночник, а также, собственно, представили всему миру устройство для определения центра тяжести в том, или ином теле. Следует отметить, что у всех людей он будет варьироваться. Центр тяжести человека зависит от его роста, объема мускулов и толщины жирового слоя, а также от длинны стоп. Но и это далеко не все. Разные органы, такие как голова, шея, грудная клетка, руки, ноги, тоже составляют систему стабилизаторов, поэтому их объем и длинна имеют важное значение. На тот момент американские исследователи установили, что центр тяжести человека находится в его центральной бедренной части.
Исследование советского профессора
Как известно, мужчины и женщины серьезно различаются по строению тел. У мужчин преобладает мышечный тип конституции: широкие плечи и узкие бедра. При этом у них – часто высокий рост, крупные кости, кисти и стопы. У женщин – астеноидный и торакальный типы конституции: узкие плечи, развитый бюст, узкая талия и более широкие бедра. Грудная клетка – короткая и широкая, при этом туловище более длинное. Такое строение связано с природной способностью женщин к вынашиванию потомства и рождению детей. Поэтому у дам всегда более мощная и широкая структура тазовой области по сравнению с кавалерами. И отложения подкожного жира в области бедер намного больше, чем у них. Соответственно общий центр тяжести тела у женщин расположен ниже, чем у мужчин. Но насколько?
В 1925-1930-е годы это выяснил заведующий кафедрой анатомии Московского института физической культуры и Московского медицинского института М3 РСФСР, научный консультант хореографического училища Государственного ордена Ленина академического Большого театра СССР, доктор медицинских наук и профессор, Михаил Иваницкий. Он провел собственное научное исследование на 650 испытуемых и при помощи 74 рентгенографий установил, что проекция общего центра тяжести не является строго фиксированной точкой. Помимо выше сказанного, она зависит также от процессов кровообращения, дыхания, пищеварения и даже в каждый момент из-за постоянного движения диафрагмы, из-за чего проекция способна смещаться от 2 до 10 мм. В своем фундаментальном исследовании «О положении общего центра тяжести человеческого тела» он впервые в стране опубликовал наиболее точные данные: общий центр тяжести человека располагается на уровне I-V крестцовых позвонков и проецируется на переднюю поверхность тела выше лобкового симфиза. У мужчин центр тяжести располагается на уровне III поясничного - V крестцового позвонков, у женщин - на 4-5 см ниже, чем у мужчин, то есть, соответствует уровню от V поясничного до I копчикового позвонка.
На центр тяжести влияет возраст и гравитация
Однако помимо строения тела, связанного с половыми признаками и различных физиологических процессов организма, влияющих на центр тяжести человека, большую роль играет и его возраст. Даже суточные колебания положения позвоночного столба, связанные с его укорочением или удлинением, которые возникают из-за неравномерных физических нагрузок днем и ночью, тоже подвергают изменение проекции центра тяжести. Профессор Гарвардского университета в Кембридже, доктор Чарльз Санджерс в своих современных научных трудах по этому же поводу писал: «…С того времени, как ребенок покидает руки матери и начинает стоять и ходить самостоятельно, на него начинает действовать сила, с которой борется все остальное человечество – сила тяжести. (…) Однако гравитация действует не только на тело в целом, но и на его части по отдельности. Таким образом, голова имеет тенденцию опускаться вперед, плечи – скругляться и свисать, грудь – становиться сплющенной и сжатой, колени и свод стопы – сдвигаться. Это все – попытки природы найти равновесие…»
У новорожденных детей, имеющих непропорциональное тело и не привыкших к обычной гравитации, центр тяжести находится на уровне V-VI грудных позвонков.
Но фактически, чем он выше, тем труднее человеку удерживать равновесие. Поэтому младенцы физически не способны ходить, однако с того момента, как они начинает самостоятельно стоять, центр тяжести у детей начинает смещаться, однако не равномерно. До 15 лет ноги ребенка растут быстрее, чем туловище. В течение первых 3 лет жизни ноги подрастают на 1/3 быстрее тела. С 3 до 6 лет они растут практически наполовину быстрее. А с 6 до 9 лет рост ног на 1/3 превышает развитие туловища. С 12 до 15 лет процесс развития ног ребенка превышает рост туловища более чем в 1,5 раза. С учетом этих данных, а также с неравномерным увеличением мышечной и жировой ткани, центр тяжести постоянно варьирует. Но к 16-18 годам он полностью опускается вниз и перемещается несколько кзади, в итоге достигая уровня I - IV крестцовых позвонков.
У пожилых и старых людей положение центра тяжести во многом зависит от осанки. На нее, в свою очередь, сильно влияет состояния здоровья позвоночного столба, а также костных и суставно-мышечных структур нижних конечностей. Чаще всего у старых людей, даже у мужчин, центр тяжести заметно снижен, но, как правило, редко выходит за пределы последнего копчикового позвонка.