Dlaczego układ dźwigniowy jest związkiem kostno-mięśniowym?
W organizmie kości działają jak dźwignie, mięśnie pełnią rolę siły wejściowej, a stawy pełnią rolę podparcia. Mechaniczna zaleta systemu dźwigni określa, jaką siłę może wygenerować mięsień w stawie.
Zależność między kością a mięśniem w układzie dźwigni jest ważna dla zrozumienia ruchu ciała, ponieważ wyjaśnia, w jaki sposób mięśnie mogą wytwarzać siłę wystarczającą do poruszania kośćmi. Jest to ważne we wszystkim, od chodzenia, przez bieganie, po podnoszenie ciężkich przedmiotów.
Oto kilka przykładów zależności układu kostno-mięśniowego w organizmie:
* Mięsień bicepsa działa jak dźwignia do zginania łokcia. Punktem podparcia jest staw łokciowy, a siła wejściowa jest przykładana przez mięsień dwugłowy w punkcie wprowadzenia na promieniu. Siła oporu to ciężar przedramienia i dłoni. Mięsień dwugłowy charakteryzuje się przewagą mechaniczną 2:1, co oznacza, że może wytworzyć w łokciu dwukrotnie większą siłę niż ciężar przedramienia i dłoni.
* Mięsień brzuchaty łydki działa jak dźwignia do prostowania kolana. Punktem podparcia jest staw kolanowy, a siła wejściowa jest przykładana przez mięsień brzuchaty łydki w punkcie przyczepu kości piętowej. Siła oporu to ciężar podudzia i stopy. Mięsień brzuchaty łydki ma przewagę mechaniczną 1:1, co oznacza, że może wytworzyć w kolanie taką samą siłę, jak ciężar podudzia i stopy.
* Mięsień naramienny działa jak dźwignia do odwodzenia ramienia. Punktem podparcia jest staw barkowy, a siła wejściowa jest przykładana przez mięsień naramienny w punkcie przyczepu na kości ramiennej. Siła oporu to ciężar ramienia. Mięsień naramienny ma przewagę mechaniczną 2:1, co oznacza, że może wytworzyć na ramieniu dwukrotnie większą siłę niż ciężar ramienia.
Zależność układu kostno-mięśniowego w układzie dźwigni jest podstawową zasadą biomechaniki. Jest to niezbędne do zrozumienia, w jaki sposób porusza się ciało i w jaki sposób mięśnie wytwarzają siłę wystarczającą do poruszania kościami.