الفصل الأول: الجهاز الحركي
الفصل الثاني: الفسيولوجيا - علم وظائف الأعضاء (أجهزة الدعم الحيوي)
الأيض وأنظمة الطاقة (Metabolism and Energy Systems)
الميكانيكا الحيوية Biomechanics

مركز ثقل الجسم(Center of Mass)

لقد ذكرنا هذا المصطلح ونحن نتحدث عن كيفية تأثير القوى الخارجية على الجسم لحدوث الحركة، وفي الغالب فأنت قد سمعت بهذا المصطلح في مناسبات عدة عندما يكون محور الحديث هو حركة الجسم، ومن الممكن أن تكون سمعت أيضاً عن مركز الجاذبية، فما هو مركز ثقل الجسم؟ وهل يختلف مركز ثقل الجسم عن مركز الجاذبية (Center of Gravity- COG)؟ دعونا نرى.

لقد تحدثنا في السطور السابقة عن قوة الجاذبية وقلنا إن الجاذبية الأرضية تؤثر في الأجسام الموجودة على سطح الأرض بقوة سحب تساوي وزن الجسم، ولكن عندما نقول إن الجاذبية الأرضية تؤثر على جسم ما، فهل هناك نقطة معينة تؤثر فيها على الجسم؟

في الحقيقة إن قوة الجاذبية تؤثر في كل أجزاء الجسم وتسحبها نحوها للأسفل، ويمثل وزن الجسم مجموع محصلة كل قوى الجذب لكل جزء من أجزاء الجسم.

 ومركز الثقل هو عبارة عن نقطة وهمية يُفترض أن يتركّز فيها كل وزن الجسم أو كتلته، حيث يُعرف مركز ثقل الجسم بأنه تلك النقطة من الجسم المادي أو النظام الذي يتحرك كما لو كانت الكتلة الإجمالية للنظام موجودة في هذه النقطة وهو من المفاهيم المهمة في دراسة وتحليل حركة جسم الإنسان لاعتباره النقطة التي تؤثر فيها قوة الجاذبية الأرضية وتسحب الجسم من خلالها باتجاه مركز الأرض، وبالنسبة للأجسام القريبة من سطح الأرض، فإن مركز ثقل الجسم يساوي مركز الجاذبية ويمكن استخدام المصطلحين بشكل متبادل، ومن المهم أن نفهم ونتصور خط عمل قوة الجاذبية هذا الذي يمر من مركز الثقل باتجاه مركز الأرض عند تحديد قدرة الشخص على الحفاظ على التوازن بنجاح.

ويوصف مركز ثقل الجسم أحياناً بأنه نقطة توازنه أو تلك النقطة التي يتوازن فيها الجسم، ولتحقيق التوازن فإن مجموع أو محصلة جميع القوى وعزوم الدوران المؤثرة على الجسم من خلال مركز ثقله ((COG يجب أن تساوي صفراً.

وفي الوضع التشريحي، يقع مركز الثقل تقريباً أمام الفقرة العَجُزية الثانية، أي تحت السرة ب2.5-5 سم، وهو أعلى من منتصف طول الجسم حوالي، 55%-57% من الطول عند قياس الطول من الأسفل (ابتداءً بالقدمين) إلى الأعلى، ومع ذلك، نظراً لأن الأنسان لا يبقى ثابتاً في الوضع التشريحي ويتحرك بشكل مستمر، فإن الموقع الدقيق لمركز الثقل يتغير باستمرار مع كل موضع جديد للجسم وللأطراف ويتغير بناء على ما يحمله الفرد وكيفية حمله في حال كان يحمل ثقلاَ معيناً، كما ويتغير بتغيّر أبعاد الجسم، فهنالك اختلاف في مركز الثقل بين النساء والرجال والسبب هو أنه عند الرجال تكون الأكتاف أعرض منها عند النساء، كما أن منطقة الحزام الحوضي أعرض عند النساء منها عند الرجال، ولكن في العديد من الأشياء الأخرى مثل الأجسام المنتظمة الأبعاد يكون الموقع ثابتاً، فلو أخذنا كرة مثلاً فإن مركز الثقل سيكون بالضبط في مركزها ولن يتغير.

وتحكم قوانين نيوتن الثلاثة حركة مركز ثقل الجسم، فعندما تؤثر قوة خارجية على مركز ثقل الجسم تُحدث تغييراً في الحركة الخطية الإنتقالية لهذا الجسم، ويمكن التنبؤ بهذا التغيير بتطبيق قوانين نيوتن للحركة.