بیومکانیک: سیستم های اهرم در بدن

آیا تا به حال متوجه شده اید که انجام یک گوساله با 50 پوند نسبت به انجام یک حلقه باسن 50 لیتری چقدر آسان تر است؟آیا به این دلیل است که دوسر شما از معده شما کوچکتر یا ضعیف تر است؟شاید! اما حتی اگر ماهیچه های شما به همان اندازه قوی باشند ، انجام افزایش گوساله نسبت به یک حلقه BICEP ساده تر خواهد بود. چرا این هست؟

بدن ما از انواع اتصالات سینوویال تشکیل شده است که به عنوان سیستم اهرم عمل می کنند. دلیل آسانتر کردن افزایش گوساله وزنی نسبت به پیچ و تاب BiceP به این دلیل است که سیستم اهرم درگیر در یک حلقه BICEP از نظر مکانیکی کمتر از سیستم اهرم درگیر در افزایش گوساله است.

عضله گاستروکنمیوس. تصویر از عضلات و کینزیولوژی.

بخش هایی از اهرم

اتصالات سینوویال مفاصل متحرک هستند. چند نمونه از این موارد شانه ، ستون فقرات ، زانو ، آرنج و مچ پا است. برای درک اینکه چرا برخی از اتصالات سینوویال دارای سیستم اهرم کارآمدتر هستند ، ابتدا باید روابط بین سه قسمت اهرم را درک کنیم: یک تلاش یا نیرویی که برای اهرم ، یک تاج و یک بار اعمال می شود. یک مفصل سینوویال همچنین این موارد را دارد: تلاش (نیروی کاربردی عضلانی در محل درج یک استخوان) ، یک فولکروم (محور مفصل) و یک بار (قسمت بدن/وزن که باید جابجا شود).

سه نوع اهرم

سه نوع اهرم مختلف وجود دارد: کلاس اول ، کلاس دوم و کلاس سوم. هر یک از این کلاسهای اهرمی دارای تمهیدات منحصر به فردی از درج عضلات (تلاش) و استخوان ها (اهرم/بازو) در اطراف مفصل (fulcrum) هستند. برای تجسم تفاوت بین اهرم ها به نمودار زیر مراجعه کنید:

بازوی تلاش در مقابل بازوی بار

کارآیی یک اهرم به نسبت بازوی تلاش به بازوی بار متکی است. بازوی تلاش (EA) فاصله بین fulcrum و تلاش است. در بدن ، این فاصله بین مفصل و محل درج عضلات است. بازوی بار (LA) فاصله بین fulcrum و بار است. در بدن ، این فاصله بین مفصل و قسمت بدن بارگذاری شده است.

هرچه نسبت بازوی تلاش به بازوی بار بیشتر باشد ، سیستم اهرم کارآمدتر است (یعنی انتقال بار آسان تر است). بنابراین ، اگر فاصله بین محل درج عضله و مفصل از فاصله بین بار و مفصل بیشتر باشد ، عضله شما در یک مزیت است. به همین دلیل است که معده شما می تواند وزن بیشتری نسبت به دوسر شما داشته باشد ، حتی اگر به همان اندازه قوی باشند!

اهرم های درگیر در Plantarflexion و Flexion آرنج. تصاویر از آناتومی و فیزیولوژی.

برای درک این مفهوم ، بیایید به یک مثال اساسی از اهرم کلاس اول نگاه کنیم.

وانمود کنید که باید یک سنگ واقعا سنگین را حرکت دهید. برای بلند کردن آن ، می توانید یک سیستم اهرم کلاس اول با یک بیل و بلوک سیلر ایجاد کنید. شما از نظر استراتژیک بلوک Cinder را به گونه ای قرار می دهید که هنگام استفاده از آن به عنوان اهرم ، وسط دسته بیل روی آن قرار می گیرد. اکنون ، هنگامی که دستان خود را در انتهای بیل قرار می دهید تا یک نیروی رو به پایین (تلاش) را که از سنگ (بار) استفاده می کند) اعمال کنید ، دستان و سنگ شما به همان اندازه از بلوک سیلندر (fulcrum) فاصله دارد. بنابراین ، بازوی و بازوی بار شما برابر است.

برای ساده تر کردن آن ، می توانید بلوک Cinder را به سنگ نزدیک کنید و Fulcrum را به بار نزدیک کنید. این باعث کاهش بازوی بار می شود و بازوی تلاش را افزایش می دهد و باعث می شود اهرم کارآمدتر شود و به شما امکان می دهد در حالی که نیروی کمتری را اعمال می کنید ، سنگ را بلند کنید.

مفصل آتلانتو-اسیپیتال به عنوان اهرم کلاس اول

نمونه ای از اهرم درجه یک در بدن انسان سر و گردن در هنگام پسوند گردن است. fulcrum (مفصل آتلانتو- occipital) بین بار (جلوی جمجمه) و تلاش (عضلات اکستنسور گردن) قرار دارد. عضلات به قسمت خلفی جمجمه وصل شده اند تا بیشترین بازوی تلاش را فراهم کنند. مفصل آتلانتو-اتویایی در وسط اهرم را فراهم می کند و هنگامی که عضلات منقبض می شوند ، استخوان اکسیپیتال را به سمت پایین می کشند ، جلوی جمجمه بلند می شود. آیا می توانید به نمونه های دیگری فکر کنید؟

مفصل آتلانتو-اسیپیتال به عنوان اهرم درجه یک. تصویر از اطلس آناتومی انسان.

خم شدن گردن در عمل. فیلم های ویدئویی از Muscles & Kinesiology.

مفصل آرنج به عنوان اهرم کلاس سوم

نمونه هایی از سیستم اهرم کلاس سوم در بدن انسان فراوان است. در مورد ما از یک حلقه بایکر وزنی و افزایش گوساله ، سیستم اهرم درگیر در یک حلقه BICEP از نظر مکانیکی کمتر از سیستم اهرم درگیر در افزایش گوساله است. مفصل آرنج نمونه ای از اهرم کلاس سوم است که با تلاش بین بار و فولکروم کار می کند.

فاصله بین مفصل آرنج و محل درج تاندون BICEP بسیار اندک است ، به خصوص وقتی که با فاصله بین مفصل آرنج و وزن موجود در دست شما مقایسه شود. بازوی تلاش به طور قابل توجهی کوتاه تر از بازوی بار است و این نسبت بسیار ناچیز است. هنگامی که سعی می کنید وزن خود را پیچ کنید ، BICEP شما باید سخت تر کار کند زیرا این یک نقطه ضعف مکانیکی است.

مفصل آرنج به عنوان اهرم کلاس سوم. تصویر از اطلس آناتومی انسان.

خم شدن آرنج. فیلم های ویدئویی از Muscles & Kinesiology.

گوساله به عنوان اهرم کلاس دوم

با این حال ، گاستروکنمیوس در گوساله شما از مزیت مکانیکی است. در خم شدن پلانتار ، پای پایین به عنوان اهرم کلاس دوم عمل می کند. اهرم کلاس دوم تنها اهرمی است که می تواند قول دهد که بازوی تلاش همیشه از بازوی بار بیشتر خواهد بود. این ترتیب منجر به بازوی تلاش بیشتری برای بارگذاری بازو می شود و باعث می شود اهرم کلاس دوم از نظر مکانیکی سودمند باشد.

در افزایش گوساله ، این تلاش از عضله گاستروکنمیوس است که به استخوان کالکنوس شما وصل شده است. بار از وزن بدن شما و وزن اضافی که نگه دارید ، می آید. این نیرو بر روی سیستم اهرم از طریق استخوان درشت نی عمل می کند. فولکروم از مفصل metacarpophalengeal تشکیل شده است.

در این ترتیب ، بار در وسط قرار دارد و تلاش دورتر از پله است. بنابراین ، عمل Plantarflexion می تواند وزن بسیار بیشتری نسبت به خم شدن آرنج حرکت کند ، حتی اگر BICEP شما به همان اندازه گوساله شما قوی باشد.

گوساله به عنوان اهرم کلاس دوم. تصویر از اطلس آناتومی انسان.

Plantarflexion در عمل. فیلم های ویدئویی از Muscles & Kinesiology.

تمام این سیستم های اهرمی در کل بدن انسان استفاده می شود. با این حال ، می توان فهمید که یک سیستم مشترک از کدام سیستم استفاده می کند! اگر گیر کرده اید ، به یاد داشته باشید که برای طبقه بندی اهرم ، باید تجزیه و تحلیل کنید که نیروها در آن اعمال می شوند. به عنوان مثال ، برخی از ماهیچه ها در یک طرف مفصل وجود دارند ، اما تاندون آنها از روی مفصل عبور می کند و نیرویی را روی استخوان در طرف مقابل اعمال می کند. این همان اتفاقی است که در زانو اتفاق می افتد. آیا می توانید بفهمید که از کدام سیستم اهرم زانو استفاده می کند؟

پسوند زانو. فیلم های ویدئویی از Muscles & Kinesiology.

مانند تصاویر بالا ، می توانید از ابزار قرعه کشی در اطلس آناتومی انسان و عضلات و کینزیولوژی استفاده کنید تا نمودارها را ترسیم کنید تا به شما در تعیین نوع سیستم اهرم یک مفصل خاص استفاده کند. از یادگیری لذت ببرید!

صحبت از اقدامات عضلانی و مفصل زانو. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه کار این حرکت مهم ، کتاب الکترونیکی خمشی زانو را بررسی کنید!

برای جذابیت بیشتر آناتومی بیشتر در وبلاگ بدن قابل مشاهده مشترک شوید!

آیا شما یک مربی هستید؟ما محصولات و منابع سه بعدی برنده جایزه برای دوره آناتومی و فیزیولوژی شما داریم! اینجا بیشتر بدانید