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仰卧起坐杠杆分析

 运动机能形态学 2022-08-10 发布于北京

● 仰卧起坐为何上肢位置越高越难坐起?直腿为何较屈腿更难坐起?斜板为何较直板更难坐起?


1. 上肢位置的影响|-阻力臂的差异。

上肢位置的影响相对容易理解,为了更好的锻炼牵拉骨盆和脊柱的肌肉,上肢在仰卧起坐完成过程中,主要是作为阻力存在的,且不管上肢怎么放,其均在髋关节和腰椎(支点)的上部(即下固定条件下,作为阻力存在)。这决定了,上肢的位置距离支点越远,其阻力臂越大,运动杠杆的的阻力矩也越大。

        因此,双上肢位置形成的阻力臂,上举>耳后>胸前>躯干两侧,随着上肢位置向腰骶连结靠拢,完成动作的相对难度越来越小,当然,锻炼相应原动肌的效果也越小。

仰卧起坐

2.屈腿为何较直腿更容易?|-动力臂差异。

      应该很容易能过感受到直腿做仰卧起坐难于屈腿,进一步问一个为什么就不是那么容易回答了。

      在完成仰卧起坐的原动肌中,髂腰肌是其中非常重要的一个,其既可牵拉骨盆前倾又可牵拉脊柱(腰段)屈,而且均为力量最大的一块。

      如图,伸位条件下,髂腰肌的收缩力臂(支点到F1力的方向做垂线)小于屈位条件下髂腰肌的收缩力臂(支点到F2力的方向做垂线)。这就决定了,屈腿做仰卧起坐较直腿更容易。

      另外,远固定条件下,股直肌也能牵拉骨盆前倾,股直肌作为一个多关节肌,在直腿条件(伸膝)下,再牵拉做屈髋(骨盆前倾)的动作,容易发生多关节肌的主动不足,而屈腿条件下,股直肌的肌力则更集中于髋关节,牵拉骨盆前倾。这也决定了,屈腿做仰卧起坐较直腿更容易。

髂腰肌

斜板仰卧起坐分析|-原因?

      首先,直板仰卧起坐,以坐起90°即止为例,如下图,斜板仰卧起坐如果坐起后脊柱纵轴与地面垂直,则实际坐起角度>90°,肌肉做功必然更多。

      实际上问题在于,即便同样只坐起到90°,斜板也难于平板(原动肌做了更多的功,力矩更大),什么原因呢?

A

动力臂?


      如图所示斜板仰卧起坐,与平板(直腿)相比,支点(腰骶连结,绿圈)、动力臂(支点向原动肌收缩方向(黄色箭头)做垂线)未发生变化。图示以腹直肌为例,髂腰肌可参考上图理解。

B

阻力臂?


      仰卧起坐动作,阻力臂为支点向上半身质心向下做垂线(力的方向),容易理解的是,水平躺位,上半身质心距离关节中心点最远。

      这样,平板仰卧起坐,起始位,阻力臂最大,坐起过程中,阻力臂很快变小,坐起至90°,阻力臂接近于零,这也是我们做该动作时,起始困难,拉起后越来越容易的原因。

      而斜板(假设是15°)仰卧起坐,起始位阻力臂并非最大,坐起过程中,阻力臂慢慢变大,至水平躺位最大,后慢慢变小,至坐起90°(此时实际上脊柱仍未与地面垂直),其阻力臂仍未减小至零。这才是斜板仰卧起坐更难的原因

斜板仰卧起坐

C

阻力?


      人体的上半身重力不变!阻力大小未变?

      同一个人做仰卧起坐,其上半身的重力大小不变,这个是没错的。但杠杆阻力却不是如此,以平板仰卧起坐为例,水平躺时,其上半身的重力均为阻力,但坐起一定角度后,其上半身的重力就会有一部分被脊柱本身的支撑作用分散,向下形成的阻力就变小了。这类似于一个将要倒下的重柱子,我们旁边扶着,没有倾斜很好扶,倾斜一个小的角度,扶着较容易,倾斜角度越大,扶稳的难度越大。

      而斜板仰卧起坐,其从斜板拉至水平躺位阶段,脊柱无法分散重力,阻力一直较大。水平躺位后,类似平板仰卧起坐,才会慢慢变小,换句话说,斜板仰卧起坐,其力学杠杆中,更大的阻力持续的坐起角度较平板大的多。因此,其完成起来更困难就容易理解了。

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