Шаг 1. Находим центры тяжести всех участвующих звеньев: гантел | Биомеханика спорта - А.В. Самсонова

Шаг 1. Находим центры тяжести всех участвующих звеньев: гантели, кисти и предплечья. Для этого можно воспользоваться коэффициентами Брауне и Фишера.
Шаг 2. Проводим вертикальные линии через центры тяжести звеньев (это линии действия силы тяжести).
Шаг 3. Измеряем плечи силы тяжести каждого из звеньев: это расстояние от центра локтевого сустава до каждой из вертикальных линий, которые проходят через центры тяжести звеньев. К примеру, у нас могли получиться такие значения:
- для предплечья: 12,6 см (0,126м)
- для кисти: 33 см (0,33м)
- для гантели: 33 см (0,33м) (мы немного упростили себе задачу, так как ЦТ кисти находится примерно в том же месте, что и ЦТ гантели)
Шаг 4. Вычисляем массу каждого из звеньев. С гантелью все просто - ее масса нам известна (20кг). Для предплечья и кисти воспользуемся формулами, о которых я говорила в одной из предыдущих записей, а также в моей статье:
https://allasamsonova.ru/massa-zvenev-tela-cheloveka-i-sposoby-ee-ocenki/
Предположим, масса спортсмена - 80 кг. По формулам из статьи получаем такие значения:
- масса предплечья: 80 * 0,021 = 1,68кг
- масса кисти: 80 * 0,008 = 0,64кг
Шаг 5. Вычисляем значение силы тяжести, действующей на каждое звено:
- сила тяжести гантели: 20кг * 9,8 = 196Н
- сила тяжести предплечья: 1,68кг * 9,8 = 16,46Н
- сила тяжести кисти: 0,64кг * 9,8 = 6,27Н
Шаг 6. Вычисляем моменты силы тяжести каждого из звеньев относительно локтевого сустава:
- момент силы тяжести гантели: 196Н * 0,33м = 64,68Нм
- момент силы тяжести предплечья: 16,46Н * 0,126м = 2,07Нм
- момент силы тяжести кисти: 6,27Н * 0,33м = 2,06Нм

Небольшое примечание: обратите внимание, что кисть создает почти такой же по величине момент силы, как и предплечье, хотя она легче предплечья почти в 3 раза!

Шаг 7. Считаем суммарный момент силы тяжести относительно локтевого сустава. Именно этому моменту и противостоит сила тяги бицепса (и некоторых других мышц):
64,68 + 2,07 + 2,06 = 68,81Нм

Таким образом, для удержания в статическом положении гантели 20кг атлетом массой 80кг с длиной предплечья 30 см необходимо, чтобы его бицепс (а также плечевая и плечелучевая мышцы, круглый пронатор) могли развить суммарный момент 68,81Нм.

О том, как от момента силы тяги мышц перейти собственно к силе, развиваемой мышцей, а также о важности места прикрепления мышцы и его влиянии на плечо силы тяги мышцы мы поговорим в следующий раз.