과목별 모의고사 | 물리치료 기초 10회

서 있는 사람이 쓰러지지 않고 안정을 유지하는 데 필요한 조건으로 옳은 것은?

1 무게중심이 높을수록 안정성이 커진다
2 기저면이 좁을수록 안정성이 커진다
3 무게중심선이 기저면 가장자리에 있을수록 안정하다
4 물체의 질량이 작을수록 안정하다
5 무게중심선이 기저면 안에 떨어진다 ✓ 정답

해설

무게중심에서 내린 수직선이 기저면 안에 있으면 넘어뜨리는 토크가 생기지 않아 안정하다. 기저면이 넓고 무게중심이 낮을수록, 중심선이 기저면 가운데에 가까울수록, 질량이 클수록 안정성이 커진다. 중심선이 가장자리에 가면 쉽게 넘어간다.

같은 주제 다음 문제피부의 가장 바깥층인 표피(epidermis)를 이루는 상피조직으로 옳은 것은?이 문제가 수록된 문제집2026 국가고시 | 과목별 모의고사 물리치료 기초 [PDF 제공]9,900원

정적 기립 자세에서 신체가 쓰러지지 않으려면 무게중심(center of mass, CoM)의 수직 투영선이 기저면(base of support, BoS) 안에 위치해야 합니다. 이는 Hof 등이 제시한 정적 안정성의 고전적 조건으로, 수직으로 투영한 무게중심 위치가 기저면 경계 안쪽에 들어와야 중력에 의한 회전 모멘트가 기저면 내에서 상쇄되어 넘어지지 않습니다. 보기 5번의 “무게중심선이 기저면 안에 떨어진다”는 바로 이 원리를 정확히 서술한 것입니다.

기저면은 발바닥이 지면과 접촉하는 면적과 두 발 사이의 공간을 포함하는 지지 영역을 의미합니다. 기저면이 넓을수록 무게중심 투영점이 경계 밖으로 벗어나기까지 허용되는 이동 거리가 커지므로 안정성은 증가합니다. 따라서 보기 2번의 “기저면이 좁을수록 안정성이 커진다”는 반대입니다. Ferreira 등의 연구에서도 기저면의 면적이 자세 안정성 평가의 핵심 변수로 다뤄지며, 발을 모은 닫힌 기저면(closed feet base of support)은 자발적 기립 기저면(spontaneous standing base of support)보다 지지 면적이 작아 자세 동요에 더 취약할 수 있음을 시사합니다.

무게중심의 높이와 안정성의 관계도 중요합니다. 동일한 기저면 조건이라면 무게중심이 낮을수록 중력에 의한 회전 모멘트의 팔 길이가 짧아져 안정성이 커집니다. 보기 1번의 “무게중심이 높을수록 안정성이 커진다”는 틀린 설명입니다. 또한 물체의 질량이 클수록 관성이 커져 외부 교란에 대한 저항이 증가하므로, 보기 4번의 “질량이 작을수록 안정하다” 역시 옳지 않습니다.

보기 3번은 무게중심선이 기저면 가장자리에 있을수록 안정하다고 하였으나, 혼동 주의! 가장자리는 안정 영역의 경계로, 작은 동요에도 무게중심선이 기저면 밖으로 벗어나기 쉬운 불안정한 위치입니다. 안정성을 확보하려면 무게중심선이 기저면의 중심부에 가깝게 위치하는 것이 유리합니다.

Hof 등의 연구는 여기서 한 걸음 더 나아가, 동적 상황에서는 무게중심 위치에 속도 성분을 더한 외삽 무게중심(extrapolated centre of mass, XcoM)이 기저면 안에 있어야 한다는 동적 안정성 조건을 제안합니다. 걷기나 외부 동요가 있는 상황에서는 무게중심의 위치뿐 아니라 이동 속도까지 고려해야 실제 넘어짐 여부를 예측할 수 있습니다. 다만 이 문제는 “서 있는 사람”의 정적 안정성을 묻고 있으므로, 정적 조건인 무게중심선의 기저면 내 위치가 정답의 근거가 됩니다.

임상에서는 편마비 환자의 기립 균형 평가 시 두 발 사이 간격을 넓혀 기저면을 확보하도록 지도하거나, 무게중심을 지지면 중앙에 유지하도록 체중 이동 훈련을 시행합니다. 핵심! 기저면의 넓이, 무게중심의 높이, 무게중심선과 기저면 중심과의 거리, 질량의 크기는 모두 정적 안정성을 결정하는 요소이며, 이 중 무게중심선이 기저면 안에 위치하는 것이 가장 기본적인 조건입니다.

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