小腿肌到底是省力還是費力槓桿? - 健身
By Eartha
at 2021-11-29T20:49
at 2021-11-29T20:49
Table of Contents
關於人踮腳的槓桿力矩分析
如下圖所示:
https://i.ibb.co/njzVzQz/image.jpg
圖中小腿肌肉所施加向上的拉力為動力S
而身體體重落於腳底槓桿的壓力阻力,於兩腳各別為體重mg的一半為0.5mg
已知動力臂1.2長度單位大於阻力臂1.0長度單位
當人開始踮腳時做槓桿運動時,以O為支點並繞O點轉動
最後當轉動至最高點時而停止
由 "轉動力矩平衡" 的條件知:
S x L2*sinθ = 0.5mg x L1*sinθ
=> S x 1.2 = 0.5mg x 1
=> S = 5mg/12 < 0.5mg
故動力小於阻力,為省力槓桿。
當阻力臂愈短,S則愈省力。
因為剛體在轉動時
必須考慮剛體內部每一質點對參考點O所造成的力矩
而宏觀態上的表現就是上面所分析轉動力矩的部分
然而在最後因轉動停止而達成 "靜力平衡" 時
此時對於O點來說,S為身體內部的施力源,為身體的一部分
因此在力的分析上S不能獨立分開來算
(不過這是另外一段屬於生物力學的故事了...)
所以O點所承受的正向力恰好為體重的重量
(雙腳踮腳時:N1=0.5mg, N2=0.5mg,單腳踮腳時:N=mg)
這就是之所以為何不論單腳或是雙腳踮腳
當你站在體重計上做這兩個動作並且達成平衡時
N1+N2 = N = mg
最後體重計上所顯示的數字,依然會是你自己的體重!
--
如下圖所示:
https://i.ibb.co/njzVzQz/image.jpg
圖中小腿肌肉所施加向上的拉力為動力S
而身體體重落於腳底槓桿的壓力阻力,於兩腳各別為體重mg的一半為0.5mg
已知動力臂1.2長度單位大於阻力臂1.0長度單位
當人開始踮腳時做槓桿運動時,以O為支點並繞O點轉動
最後當轉動至最高點時而停止
由 "轉動力矩平衡" 的條件知:
S x L2*sinθ = 0.5mg x L1*sinθ
=> S x 1.2 = 0.5mg x 1
=> S = 5mg/12 < 0.5mg
故動力小於阻力,為省力槓桿。
當阻力臂愈短,S則愈省力。
因為剛體在轉動時
必須考慮剛體內部每一質點對參考點O所造成的力矩
而宏觀態上的表現就是上面所分析轉動力矩的部分
然而在最後因轉動停止而達成 "靜力平衡" 時
此時對於O點來說,S為身體內部的施力源,為身體的一部分
因此在力的分析上S不能獨立分開來算
(不過這是另外一段屬於生物力學的故事了...)
所以O點所承受的正向力恰好為體重的重量
(雙腳踮腳時:N1=0.5mg, N2=0.5mg,單腳踮腳時:N=mg)
這就是之所以為何不論單腳或是雙腳踮腳
當你站在體重計上做這兩個動作並且達成平衡時
N1+N2 = N = mg
最後體重計上所顯示的數字,依然會是你自己的體重!
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健身
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at 2021-12-02T23:22
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at 2021-12-06T01:54
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at 2021-12-21T14:35
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