第二章 人体生物力学参数(潘慧炬) 人体运动生物力学参数包括人体惯性参数、运动学参数、动力学参数以及生物学参数。人体惯性参数是人体的基本物理参数之一,在运动生物力学、工效学及相关学科的研究中有着重要的作用。例如:人体运动技术影像分析;体操、技巧、跳水等动作的设计;战斗机弹射座椅设计;伤残人假肢研制;宇宙飞船专用假人设计;汽车安全保护和检测;工厂厂房及载人器械和设备的护栏设计等。运动学参数、动力学参数以及生物学参数则能描述人体运动的基本特征,因此对上述参数的测量研究一直备受人们关注。 第一节 人体惯性参数 人体惯性参数是指人体整体及环节的质量、质心(重心)位置、转动惯量及转动半径。 一、 人体惯性参数特征 (一)人体惯性参数特征量 1. 质量 质量是物体含有物质的多少,它是衡量物体平动惯性大小的物理量,用以描述物体保持原有运动状态的能力。物体质量越大,保持原有运动状态的能力也越大。反之,物体质量越小,保持原有运动状态的能力也越小。质量是物体的固有属性。质量是恒量,不管在地球任何地方,乃至于宇宙中,物体的质量始终一样。质量是具有大小,但没有方向的标量。 人体各环节的质量叫做各环节的绝对质量,各环节绝对质量与人体质量之比叫做各环节相对质量。 2. 重量 重量包括人体总重量和人体环节重量。人体环节的重量称为环节绝对重量,环节绝对重量与人体总重量之比叫做环节相对重量,又称重量系数,后者消去了人的体重对指标的影响。 重量与质量有对应关系,但随着重力加速度 g的变化,这种对应关系也随之变化。物体的重量为 W,物体的质量为 m,重力加速度为 g,则质量与重量之间的关系为:W=mg。 质心是物质的质量中心,重心是物体各组成部分所受重力的合力作用点。 3.人体质心(重心) 人体总质心是指人体整体质量分布的加权平均位置。人体重心是人体各环节所受地球引力的合力作用点。两者物理意义不同,但计算结果一致。在解剖学姿位,人体总重心在垂直轴上的位置是运动生物力学研究中的重要参数之一,也是表征运动员体型特点的指标之一。可分别用绝对值和相对值来表示人体总重心的位置,后者是前者与身高的比值,消去了个体间身高不同的影响。绝对重心高度与身高有关,相对重心高度与人体的体型有关,具有项目特征,可以作为运动选材的指标。 4.环节质心(重心)位置 人体环节质心(重心)在各环节中几乎都有一个固定的位置。纵长环节的质心(重心)大...