काइनेसियोलॉजी और जैवयांत्रिकी III: साम्यावस्था और स्थिरता, मुद्रा और उसकी विकृतियाँ उनके सुधारात्मक व्यायामों सहित, और मूलभूत गतियों तथा प्रमुख खेल कौशलों का काइनेसियोलॉजिकल, पेशीय और यांत्रिक विश्लेषण

गुरुत्व केंद्र (CG) वह बिंदु है जिसके परितः शरीर का भार समान रूप से संतुलित रहता है, वह बिंदु जिससे होकर गुरुत्व लगता कहा जा सकता है। सीधे खड़े वयस्क में यह लगभग द्वितीय त्रिक कशेरुका के स्तर पर होता है, औसतन पुरुषों में महिलाओं से थोड़ा ऊपर क्योंकि पुरुष ऊपरी शरीर में अपेक्षाकृत अधिक द्रव्यमान रखते हैं। शरीर का आकार बदलने पर यह खिसकता है और शरीर के बाहर भी हो सकता है, जैसे पाइक या ऊँची कूद के धनुषाकार शरीर में। गुरुत्व रेखा CG से होकर जाने वाली ऊर्ध्वाधर रेखा है, और आधार तल भूमि से संपर्क के बिंदुओं द्वारा घिरा क्षेत्र है।

कोई पिंड स्थिर साम्यावस्था में है जब थोड़ा विस्थापित होने पर वह अपनी मूल स्थिति में लौट आए; अस्थिर जब वह और दूर चला जाए; और उदासीन जब वह अपनी नई स्थिति में रहे, जैसे समतल फ़र्श पर गेंद। स्थिरता, अर्थात् विचलित किए जाने के प्रति प्रतिरोध, अधिक चौड़े आधार तल, नीचे गुरुत्व केंद्र, आधार के केंद्र के निकट पड़ने वाली गुरुत्व रेखा, अधिक द्रव्यमान, और अपेक्षित बल की दिशा में चौड़े किए गए आधार के साथ बढ़ती है; भूमि से घर्षण भी महत्त्वपूर्ण है। अतः पहलवान या रक्षक चौड़ा, झुका हुआ रुख अपनाता है, और सूमो पहलवान का द्रव्यमान एक संपत्ति है। कभी-कभी स्थिरता जान-बूझकर छोड़ी जाती है: सेट स्थिति में स्प्रिंटर CG को हाथों के ऊपर आगे झुकाता है ताकि शरीर पहले कदम में गिर पड़े, और ब्लॉक पर तैराक भी यही करता है।

मुद्रा खड़े होने, बैठने, लेटने और चलने में शरीर के अंगों की सापेक्ष व्यवस्था है। अच्छी मुद्रा न्यूनतम पेशीय प्रयास और संधियों तथा स्नायुओं पर न्यूनतम दबाव के साथ शरीर-खंडों को आधार तल के ऊपर संतुलित रखती है; बगल से देखने पर साहुल रेखा कान की लौ, कंधे के सिरे, कूल्हे के बृहत शिखरक, घुटने के केंद्र के ठीक आगे और टखने की हड्डी के ठीक आगे से होकर जानी चाहिए। अच्छी मुद्रा देखने में अच्छी लगती है, कुशल श्वसन और गति संभव बनाती है और दबाव घटाती है; खराब मुद्रा आदत (झुककर बैठना, भारी स्कूल बस्ते, लंबा स्क्रीन प्रयोग), पेशी दुर्बलता और असंतुलन, थकान, मोटापा, अनुपयुक्त फ़र्नीचर और जूतों, रोग, चोट, आनुवंशिकता और भावनात्मक अवस्था से उत्पन्न होती है। मुद्रा दोष कार्यात्मक होते हैं जब वे आदतें हों जो व्यक्ति के लेटने या सचेत रूप से सुधारने पर मिट जाएँ, और संरचनात्मक जब अस्थियाँ स्वयं बदल गई हों, जिसके लिए केवल व्यायाम के बजाय चिकित्सकीय आकलन चाहिए।

काइनेसियोलॉजिकल विश्लेषण किसी गति के चरणों की पहचान करता है और, हर चरण हेतु, शामिल संधियाँ, हर संधि पर गतियाँ, तल और अक्ष, प्रमुख गतिकारक के रूप में कार्य करने वाली पेशियाँ और संकुचन का प्रकार बताता है; यांत्रिक विश्लेषण इसमें बल, उत्तोलक, गुरुत्व केंद्र का पथ और सफलता या असफलता की व्याख्या करने वाले यांत्रिक सिद्धांत जोड़ता है। अधिकांश कौशल एक प्रारंभिक चरण, जो शरीर को स्थित करता और प्रत्यास्थ ऊर्जा संचित करता है, एक बल-उत्पादक या निष्पादन चरण, और एक पुनर्प्राप्ति या फ़ॉलो-थ्रू चरण में बाँटे जा सकते हैं। दो सिद्धांत बार-बार आते हैं। बलों का योग: शृंखला के सिरे पर अधिकतम गति तब उत्पन्न होती है जब शरीर-खंड सबसे बड़े और धीमे (टाँगें और कूल्हे) से सबसे छोटे और तेज़ (भुजा, हाथ, उपकरण) तक क्रम में कार्य करें, हर एक तब आरंभ करे जब पिछला अपनी चरम गति पर पहुँचे, जैसे फेंकने, किक मारने और प्रहार करने में। खिंचाव-संकुचन चक्र: संकेंद्री क्रिया से ठीक पहले तीव्र उत्केंद्री खिंचाव, जैसे कूद की प्रति-गति में, बल बढ़ाता है।

चलना स्थिति और झूला चरणों का चक्र है, दोहरे आधार की एक अवधि सहित जब दोनों पैर भूमि पर हों; दौड़ने में कोई दोहरा आधार नहीं बल्कि उड़ान चरण होता है, और गति बढ़ने पर स्थिति चरण छोटा होता है। दौड़ने की चाल = कदम लंबाई × कदम आवृत्ति: 4.5 कदम प्रति सेकंड पर 2.4 m के कदम वाला स्प्रिंटर 10.8 m/s से दौड़ता है। दौड़ के स्थिति चरण में कूल्हे, घुटने और टखने के प्रसारक (ग्लूटियस मैक्सिमस, क्वाड्रिसेप्स और पिंडली पेशियाँ) शरीर को आगे धकेलते हैं, पहले अवतरण को सोखने हेतु उत्केंद्री रूप से और फिर धक्का देने हेतु संकेंद्री रूप से कार्य करते हुए; झूला चरण में कूल्हे के आकुंचक जाँघ को आगे लाते हैं और हैमस्ट्रिंग घुटने को मोड़ती हैं और फिर संपर्क से पहले निचली टाँग को धीमा करती हैं। कूद में प्रति-गति, अर्थात् कूल्हों, घुटनों और टखनों को तेज़ी से मोड़कर फिर भुजा-झूले के साथ एक साथ सीधा करना (त्रि-प्रसारण), पहुँची ऊँचाई बढ़ाती है। ऊपरी भुजा फेंक में क्रम टाँगों से, कूल्हे और धड़ के घूर्णन से होकर, कंधे, ट्राइसेप्स द्वारा कोहनी प्रसारण, और कलाई आकुंचन तक चलता है; इनस्टेप किक में दौड़, गेंद के बगल में आधार पैर का स्थापन, किक मारने वाली टाँग का पिछला झूला और क्वाड्रिसेप्स द्वारा बलपूर्वक घुटना प्रसारण उसी योग का पालन करते हैं।

स्प्रिंट आरंभ: सेट स्थिति में कूल्हे कंधों से थोड़ा ऊपर और CG हाथों के ऊपर काफ़ी आगे होता है, जान-बूझकर अस्थिर; गोली चलते ही खिलाड़ी दोनों ब्लॉकों के विरुद्ध धकेलता है (न्यूटन का तृतीय नियम), पिछली और अगली टाँगों से लंबे आवेग के साथ, भुजाएँ विपरीत क्रम में ज़ोर से चलती हैं, और त्वरण चरण में शरीर धीरे-धीरे उठता है। लंबी कूद: तेज़, सटीक दौड़; ऐसा उछाल जिसमें अंतिम कदम CG को थोड़ा नीचे करते हैं और उछाल टाँग थोड़े समय के लिए टिकती है, कुछ क्षैतिज गति को लगभग 18–25° के कोण पर ऊर्ध्वाधर गति में बदलते हुए; उड़ान चरण जिसमें CG का पथ निश्चित है और हैंग तथा हिच-किक जैसी तकनीकें केवल घूर्णन नियंत्रित करती हैं; और ऐसा अवतरण जो CG को पैरों के ऊपर लाते हुए टाँगों को आगे फैलाता है। ऊँची कूद: 1968 के मेक्सिको सिटी ओलंपिक में डिक फ़ॉस्बरी द्वारा प्रस्तुत फ़ॉस्बरी फ़्लॉप एक वक्र दौड़ का प्रयोग करता है जिसका झुकाव घूर्णन उत्पन्न करता है, बाहरी पैर से उछाल, और छड़ के ऊपर पीठ-पहले धनुषाकार लेआउट, जो शरीर को छड़ पार करने देता है जबकि उसका गुरुत्व केंद्र छड़ के निकट से, या उसके नीचे से भी, गुज़रता है।

गोला फेंक: चाहे ग्लाइड (ओ'ब्रायन तकनीक, वृत्त के पार पीछे की ओर सरकना) से या घूर्णी तकनीक से, लक्ष्य उस पथ को लंबा करके जिस पर बल लगता है और टाँगों से कूल्हों, धड़, कंधे और भुजा तक बलों का योग करके मोचन गति को अधिकतम करना है, लगभग 2 m पर और 35–38° पर मोचन, और मोचन के बाद वृत्त में रहने हेतु पैर-बदल (रिवर्स) के साथ। फ़्रंट क्रॉल तैराकी: धारारेखीय, क्षैतिज शरीर स्थिति कर्षण को न्यूनतम करती है; हाथ कंधे के सामने प्रवेश करता है, फिर पकड़ता, खींचता और शरीर के नीचे पीछे की ओर लंबे पथ में धकेलता है, कर्षण और उत्थापक बल दोनों से प्रणोदन उत्पन्न करते हुए, जबकि अनुदैर्ध्य अक्ष के परितः शरीर का लुढ़कना पुनर्प्राप्ति और श्वास में सहायता करता है और फ़्लटर किक शरीर को स्थिर करती है। बास्केटबॉल जंप शॉट: शॉट कूद के शिखर के निकट छोड़ा जाता है, फेंकने वाली भुजा के सीधे होते और कलाई के मुड़ते हुए, और ऊँचा चाप गेंद को रिंग पर बड़ा प्रभावी लक्ष्य देता है। क्रिकेट तेज़ गेंदबाज़ी: दौड़ संवेग बनाती है, डिलीवरी कदम अगली टाँग को कसकर उस संवेग को दृढ़ अगली टाँग, धड़ और सीधी गेंदबाज़ी भुजा से ऊपर स्थानांतरित करता है, और रीढ़ को ऐंठने वाली मिश्रित क्रियाएँ युवा गेंदबाज़ों में निचली पीठ के प्रतिबल अस्थिभंग से जुड़ी हैं।