作者terryisbest (人生就是一場逆局)
看板MuscleBeach
標題Re: [問題] 小腿肌到底是省力還是費力槓桿？
時間Mon Nov 29 20:49:53 2021
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！
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 219.68.81.95 (臺灣)
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※ 編輯: terryisbest (219.68.81.95 臺灣), 11/29/2021 20:51:03
1F：推 DickCowBoy: 跟我想的一樣 11/29 21:44
2F：推 ceca: 這不是要考慮到材料力學的剪應力和拉伸力嗎..XD 11/29 23:04
3F：→ ceca: 材料力學碩士考完就全忘了...XD 11/29 23:04
4F：推 denden1231: 嗯...淺顯易懂 謝謝你 11/30 00:55
5F：推 ka0927085443: 推 11/30 02:22
6F：推 polyasia: 圖文並茂，清楚明白 11/30 08:07
7F：推 thrco: 我想說的被你說走了 11/30 15:53
8F：推 juw: 謝謝講解 11/30 23:18
9F：推 j0958322080: 沒吧這就高中物理的靜力平衡而已 12/01 11:20
10F：→ terryisbest: 樓上，有關機械力學，高中物理有太多東西可是都沒講 12/01 13:14
11F：→ terryisbest: 清楚的，包括材料力學 12/01 13:14