การหามวลของส่วนต่างๆ ของร่างกายและจุดศูนย์กลางมวล

Abstract

การศึกษาการเคลื่อนไหวของคนในขณะทำงานหรือทำกิจกรรมต่างๆ จำเป็นที่จะต้องทราบมวลของส่วนที่เคลื่อนไหวได้ของร่างกายและศูนย์กลางมวล จึงจะสามารถคำนวณขนาดของแรงและขนาดของโมเมนต์ที่กระทำต่อข้อต่อ (joints) ต่างๆ ได้ ดังนั้น การศึกษาครั้งนี้ จึงต้องสร้างเครื่องมือต่างๆ ขึ้นมาเพื่อทำการวัดและ 1. คำนวณค่าความหนาแน่นของร่างกาย 2. ประเมินค่าของมวลของส่วนต่างๆ ของร่างกาย 3. ประเมินตำแหน่งของศูนย์กลางมวลของส่วนต่างๆ ของร่างกาย การทดลองใช้ผู้ทดสอบเพศชาย 12 คน (อายุระหว่าง 19-35 ปี) และใช้ผู้ทดสอบเพศหญิง 10 คน (อายุระหว่าง 24-43 ปี) การประเมินค่าปริมาตรของร่างกายกระทำได้โดยใช้กฎการแทนที่ในน้ำของอาคีเมดีส ค่าความหนาแน่นของร่างกายคำนวณได้จากคำจำกัดความคือ มวล/ปริมาตร ในการคำนวณหาค่ามวลของส่วนต่างๆ ของร่างกายในขณะยังมีชีวิตจำเป็นต้องใช้สมมติฐานว่า ทุกส่วนของร่างกายมีความหนาแน่นเท่ากับหมด การประเมินค่าปริมาตรของส่วนต่างๆ ของร่างกายทำได้โดยการจุ่มส่วนนั้นๆ ลงไปในน้ำจนได้ระดับจุดที่ทำเครื่องหมายไว้และวัดปริมาตรของน้ำที่ถูกส่วนนั้นแทนที่การทำเครื่องหมายจะแบ่งส่วนต่างๆ เป็นระยะเท่าๆ กัน {r[subscript i]} เมื่อวัดปริมาตรของส่วนเล็กๆ {V[subscript i]} ได้แล้ว เอามารวมกันทั้งหมดก็จะได้ปริมาตรของส่วนใหญ่ {V[subscript i]} ในขณะเดียวกัน ก็จะสามารถคำนวณค่ามวลของส่วนเล็ก {m[subscript i} ได้ โดยใช้ผลคูณของความหนาแน่น {D} กับปริมาตร {V[subscript I} ของส่วนเล็กนั้น สำหรับมวลของส่วนเต็ม {M} จะได้มาจากผลรวมของมวลส่วนเล็กๆ {m[subscript i} และตำแหน่งของศูนย์กลางมวล {R} จะคำนวณได้จากความสัมพันธ์ของ sigma[m[subscript i]r[subscript i]/2] = MR จากผลการศึกษาพบว่าค่าเฉลี่ยของความหนาแน่นของร่างกายของผู้เข้าทดสอบชาย 12 คน เป็น 1.064 กก/ลิตร (+-0.026) ซึ่งอยู่ในช่วง 1.021-1.091 กก/ลิตร และของผู้เข้าทดสอบหญิง 10 คน เป็น 1.041 กก/ลิตร (+-0.003) ซึ่งอยู่ในช่วง 1.035-1.046 กก/ลิตร ผลการวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นของร่างกายแปรผกผันกับความสูง สรุปได้ว่าผลลัพธ์การทดลองสอดคล้องหรือเป็นไปในทิศทางเดียวกันกับผลลัพธ์ของการวิจัยในซีกโลกตะวันตก และมีความแตกต่างกันเล็กน้อยอันเนื่องมาจากโครงสร้างและสัดส่วนของร่างกายที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังได้พบว่สูตรการทำนายความหนาแน่นของร่างกายที่เสนอโดย Drillis และ Contini (1966) นั้น ไม่เหมาะสมที่จะนำมาใช้ในการทำนายความหนาแน่นของร่างกายคนไทย