Передний и задний толчок

Материал из BrainstormWiki
Перейти к: навигация, поиск
Источник - статья в Википедии

Совершенно в любом учебнике по ходьбе можно найти график сил реакции опоры, в котором обязательно будет два максимума, причем эти максимумы будут иметь абсолютные значения выше "веса тела". Их называют передним и задним толчками. В русскоязычных текстах их обычно связывают с Бернштейном.

Что более поразительно — объяснение их роли чаще всего дается совершенно безграмотное с механической точки зрения. Например, в той же статье на Википедии, откуда взята картинка справа, написано буквально "Возникновение минимума обусловлено задним толчком другой ноги и последующим её переносом". Хотя в каком-то смысле это и верно, я сомневаюсь, что автор понимал, что он писал, момент минимума соответсвует середине фазы опоры на одну ногу, когда толчок противоположной ноги остался давно в прошлом. Неизвестный автор вики не одинок: в этом месте чушь пишут большинство учебников.

Характерный "двугорбый" вид этого графика — результат рассмотрения опоры только одной ногой и наложения на нее инерции центра масс.

Объяснения механики

Лучшее и самое наглядное объяснение уже дал интернет в лице Ричарда Бейкера. Для понимания происходящего надо сложить силы реакции опоры на обе ноги (пунктирная зеленая линия) и наложить на ту же ось времени график движения центра масс ходока (верхняя "синусоида").

Суммарный график вертикальной составляющей — это то, что действует на центр масс человека в вертикальном направлении. Других сил нет. И на этом конкретном графике график центра масс буквально получен двойной интеграцией графика суммарной вертикальной составляющей (при этом он получился физиологически корректным). Легко видеть, что пик суммарных вертикальных сил в фазе двойной опоры разворачивает центр масс вверх. А его "полет" по инерции в верхнюю точку, прежде чем его развернет гравитация, своей инерцией разгружает стопу, создавая "провал" между двумя пиками.

Повторюсь: провал между двумя горбами на этом графике создан инерцией центра масс. И он тем глубже, чем энергичнее ходьба.

Даже самые маститые учебники откровенно врут при объяснении пиков, например Жаклин Перри пишет: "в момент [первого пика] центр гравитации тела быстро падает...а провал образуется подъемом центра гравитации...и усилен инерцией проноса противоположной ноги". Легко видеть, что это бред, просто посмотрев на график справа. Движение центра масс совершенно иное.

Но этот бред, увы, повсеместно. Справедливости ради отмечу, что изученная монография Скворцова (на русском языке) корректно описывает процессы, вводя для провала термин инерционный минимум.

История

Carlet M. Etude de la marche. Ann Nat Sci 1872

Первым, кто описал два пика в реакции опоры, был Carlet еще в 1872 году. Для записи силы он использовал воздушные мешки в подошве.