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“上海给我你的肌肉”
你知道我们的身体有600多块肌肉吗?肌肉都是由同一种物质组成的,一种弹性组织(有点像橡皮筋中的物质)。每块肌肉由成千上万的小纤维组成。你的身体有三种不同类型的肌肉:光滑肌肉、心脏肌肉和骨骼肌肉。在本文中,我们将重点讨论骨骼肌。
你可能听过有人说“让我看看你的肌肉”,对吧?嗯,这是一种修辞,不能从字面上理解。当有人说“让我看看你的肌肉”时,他们并不是要看你的身体内部,这样就可以看到你的肌肉了。他们的意思是说在这个特定的话题上“让我看看你有多强”,或者“让我看看你能做得有多好”。
我们锻炼时用到骨骼肌,它们完全是随意的,这意味着你可以控制它们的动作。在物理学中,我们研究物理系统之间的相互作用。肌肉也不例外,我们应该把它们看作人体物理系统的一部分。肌肉运动:肌肉使用力量或肌肉力量所做的运动
肌肉力量是指使用胳膊或腿等身体部位时所产生的力量。它是一种由于肌肉的作用而产生的力,也是一种接触力,因为表面之间存在接触。无论身体何时运动,都需要肌肉力量。散步、举东西、从座位上站起来、翘二郎腿等等都需要肌肉力量。现在,让我们来看看如何使用你的肌肉与简单的机器有关。
肌肉是简单机器的例子。
简单的机器这些设备没有或只有很少的活动部件,使工作更容易。
一个杆是一种由一根杆组成的简单系统,用于在一端施加力以提升或移动负载时在另一端施加力。
使用杠杆,你可以增加运动的力量、速度或运动范围;但你不能同时做这三件事。杠杆是关于权衡;你用一个利益换取另一个利益。杠杆由支点、力和负荷组成。
杠杆有三种类型:第一、第二和第三。人体内的一级和二级杠杆非常少。
头盖骨位于第一节脊椎骨之上,可以前后左右摆动,这就是一级杠杆的一个例子。
当你用脚尖站立时使用的肌肉就是二等杠杆的一个例子。
肘关节是三等杠杆的一个例子。
所有的骨骼肌都是通过施加在骨骼杠杆上的力或努力,以及利用相反的力来获得机械上的优势,从而在人体中提供稳定和产生运动。换句话说,肌肉带动关节周围的骨骼。
转矩:力的转动或扭转效果。
为了理解扭矩与肌肉的关系,让我们来看看一般意义上的扭矩。扭矩是一种衡量作用在物体上的力使物体旋转的大小。扭矩方程为:
$ $ T =射频\罪\φ$ $
其中\(t\)是力矩,\(r\)是半径,\(f\)是力,\(phi\)是力与臂之间的夹角。
肌肉产生扭转四肢的力矩。当肌肉收缩时,它会沿着运动线拉动它的附着点。
肌肉力矩是肌肉施加的力,通过给定长度的力臂,以给定角度与关节相连。
肌肉扭矩是肌肉通过力臂施加的力。为了有肌肉扭矩,需要关节。关节在不同角度时,会产生肌肉扭矩的变化。由于我们的肌肉只能收缩,所以它们在我们全身成对出现。在手臂上,二头肌是屈肌,也就是说,它闭合四肢。三头肌是打开四肢的伸肌。这种结构是人类骨骼肌、骨骼和关节的典型结构。大多数骨骼肌之所以比四肢发力更大,是因为我们的大部分肌肉都是通过关节附近的肌腱附着在骨骼上的,这使得这些系统具有机械优势。
力臂是关节轴与力线作用在关节上的点之间的长度。
扭矩对人体运动至关重要,因为它是我们关节运动的动力。力臂是至关重要的,关于力臂需要记住的一些关键事情是:
为了更深入地了解人体扭矩和运动与日常运动的关系,让我们来看看人体扭矩的一些例子。
我们可能更能意识到身体上的外力在日常生活中发生,比如我们撞到物体时。我们通常不会意识到体内的内力,比如导致血液循环的肌肉力。让我们来看一些人体扭矩的例子。
走:
转动手:
转头:
现在我们知道扭矩在我们的关节产生运动,让我们仔细看看我们肌肉的运动角度。
当我们移动肌肉时,有一个拉力的角度产生力量或张力在我们的动作中。这就是所谓的“拉力角”。
拉力角是肌肉插入点与骨骼之间的夹角。
拉力角是拉力线与肌肉和骨头之间的夹角(朝向关节的角度)。它是肌肉的拉力线与肌肉作用的骨纵轴之间形成的角度。
记住这些关键因素是很重要的:
可变阻力运动器械可以补偿肌肉的变化张力在不同的关节角度。
由于肌肉的牵拉角度决定了关节的运动类型,通过了解肌肉的起源地和插入位置,就可以确定牵拉角度,确定肌肉的动作。
拉力角的力主要有3个组成部分:
最大转矩是关节由肌肉收缩产生的单个最高扭矩输出。
如果你想从肌肉中产生峰值扭矩,关节的位置必须使正在工作的肌肉对四肢有90°的拉力角。
现在,我们来做一个计算肌肉扭矩的问题。
我们可以用这个方程来计算力垂直于力臂时肌肉上的力矩:
T = M_ $ ${手臂}}{\文本f $ $
力矩=力乘以力臂
步骤1:
在你总结扭矩之前,你必须确定有力臂并能产生扭矩的力。
要做到这一点,先看一遍问题,找出每个力,并给它一个标签,以便与方程保持一致。
对于这个问题,我们设:
哑铃的重量可以标注出来WD(D代表哑铃)。
前臂/手段的重量可以标记W年代(年代代表segment)。
肌肉力量可以标记出来F米(米代表肌肉)。
重量是一种总是向下作用的力。向上用一个加号(+),向下用一个减号(-)。在物体的重心处施加重量,并给出了段和哑铃重量的重心位置。
步骤2:
创建一个表,列出你将用于计算扭矩的内容,并填写来自应用题的已知信息,就像这样:
小贴士:
记住把重量列成负力,每个力的力臂都在肘关节轴的同一侧,所以把它们都设为正。
杠铃重量和杠铃重量的力臂是每个重心到肘关节轴的距离,因为前臂/手处于水平位置。
每个力所产生的扭矩是力和力矩臂的乘积。
重量(段和哑铃)产生负扭矩,所以在表中列出扭矩的方向和大小是很重要的。
步骤3:
接下来,使用下面的公式:
\ [T = 0 \ \, \]
为求肌肉产生的力矩\(T_M\)。
展开方程,列出所有的扭矩:\(T_M+T_D+T_S=0\)。
隔离为未知的肌肉扭矩:
$ $ $ $ T_M = T_D-T_S步骤4:
从上面创建的表中填写已知值,然后解决问题:$$T_M=(-170\,\mathrm{Nm})-(-3.9\,\mathrm{Nm})=173.9\,\mathrm{Nm}$$肌肉必须产生一个与段和哑铃重量产生的扭矩方向相反的\(173.9\,\mathrm{Nm}),以防止角加速度。
步骤5:
使用下面的公式计算肌肉的力量\((F_M)\): \[T_M=F_M\,\times\,M_{\text{Arm}}\]
隔离\(F_M\)
重新排列方程式:$ $ f {\ mathrm M} = \压裂{T_ {\ mathrm M}识别}{M_ {\ mathrm{手臂}}}= \压裂{173.9 \;\ mathrm {Nm}} {0.05 \; \ mathrm M} = 3 \ 478 \ \ mathrm N $ $
防止旋转所需的肌肉扭矩是\(3\,478\,\mathrm{N}\)。
记住,当你从肌肉中计算出一个大的力值时,肌肉的力会比手中的力大得多。这是因为关节处肌肉的力臂较短。
杠杆分为三类:第一类、第二类和第三类。
肌肉扭矩是由肌肉通过给定长度的力矩臂以给定角度与关节施加的力引起的转动效应。
人体扭矩的例子有:走路、转头和旋转手。
拉力角是肌肉插入点与骨头之间的角度。
为了从肌肉中获得最大的扭矩,关节的位置必须使正在工作的肌肉对四肢有90°角的拉力。
肌肉扭矩是肌肉通过给定长度的力臂施加的力,以给定的角度与关节相连。
峰值扭矩是关节由肌肉收缩产生的单个最高扭矩输出。
肌肉扭矩是用力乘以力臂来测量的。
人类产生扭矩。举个例子,我们体内的肌肉力量会导致血液循环。
扭矩与肌肉动作有关,因为它有助于关节运动。
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