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人体中的杠杆

科普小知识2022-07-11 09:38:10
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骨骼肌和关节构成人体的运动系统。虽然人体的运动相当复杂,但最基本的运动是由骨骼围绕关节的旋转产生的。它的模型是杠杆。杠杆分为三种类型:等臂杠杆、省力杠杆和省力杠杆。这些类型存在于我们的身体中。

1.人体头部等臂杠杆

点头或抬起头取决于杠杆的动作。杠杆的支点在脊柱的顶部。肌肉位于支点的前后。头部的重力就是阻力。支点前后肌肉所用的力就是力量。支点前后的肌肉相互配合,有的收缩,有的伸长,形成低头和抬头的动作。

2.人力杠杆

一个人的手臂绕着肘关节的旋转可以看作是由肌肉和臂骨组成的杠杆的旋转。肘关节是支点,肱二头肌使用的力是力量,手里重量的重力是阻力。显然,我们的前臂是一个费力的杠杆。举重需要大约6倍的肌肉力量。虽然很费力,但它可以节省距离(更少的移动距离)并提高工作效率。

3.步行省力杠杆

当我们走路和抬起脚时,我们的脚是杠杆。脚底是支点,人体的重力是阻力,腿部肌肉产生的拉力是力量。杠杆模型如图所示。这个杠杆能克服沉重的重量。

除了以上三个部分,身体里还有许多杠杆。例如,小腿绕膝盖的旋转可以看作是由小腿肌肉和胫骨组成的杠杆;弯腰时,腰部肌肉和脊柱之间形成一个杠杆;跑步时,向前迈一步,右腿的髂骨肌收缩,臀大肌放松,抬起右大腿。股四头肌放松,股二头肌收缩,弯曲右膝。仰卧起坐时,上身受到腹部肌肉和上身重力的影响。这些杠杆模型怎么样?它是什么类型的杠杆?请互相讨论并问老师。