Рычаги в теле человека (ЕГЭ-ОГЭ)

Экспертиза РАН

Проведена экспертиза
Российской Академией Наук

Подробнее

Материал ОГЭ/ЕГЭ

База знаний для подготовки к ЕГЭ и ОГЭ, проверенная Российской Академией наук

Подробнее

Рычаги́ в те́ле челове́ка — естественные, возникшие в результате эволюции части человеческого тела, использующиеся в деятельности человека для совершения работы.

Биомеханика

Биомеханика — раздел естественных наук, изучающий на основе моделей и методов механики механические свойства живых тканей, отдельных органов, или организма в целом, а также происходящие в них механические явления. В частности, биомеханика рассматривает отдельные части тела человека и его органы в приближении простых механизмов, например, рычагов.

В процессе жизни человек пользуется своим телом для совершения разнообразных действий — ходьба, бег, подъём тяжестей, прыжки, плавание, все эти активности организма можно представить как результат работы простых механизмов. Выполняя эти действия, человек совершает работу. Действия некоторых органов человека можно моделировать, основываясь на механических моделях. Это позволяет лучше понять механику движения человека, чтобы создавать более комфортную среду его обитания, приспособленную к особенностям организма, а также разрабатывать механизмы, дополняющие деятельность человека, например, протезы. Современный протез — высокоинтеллектуальное устройство, в основу которого положены накопленные знания о работе конечностей — рук и ног человека.

Рычаги в нашем теле

С точки зрения биомеханики, в человеке существует два вида рычагов — рычаги первого рода, у которых расположение точек приложения силы симметричны относительно точки опоры (соединение позвоночника с черепом — типичный двуплечий рычаг, соединённый с мышцами шеи таким образом, чтобы человек мог вращать голову в обе стороны, а также поднимать и опускать голову), например, позвоночник в мышечном корсете, позволяющий осуществлять вращение туловища вокруг вертикальной оси, и рычаги второго рода — у которых приложение силы находится с одной стороны рычага (например, бицепс управляет длинным рычагом предплечья). Рычаги второго рода делятся на «рычаги силы» и «рычаги скорости». Если приложение силы тяжести находится ближе к точке опоры и плечо её рычага меньше плеча мышечной силы, то такой рычаг называют «рычагом силы», а если мышечная сила находится ближе к точке опоры, и плечо её рычага меньше плеча рычага силы тяжести, то это «рычаг скорости».

Рычаги второго рода, как «рычаги силы», так и «рычаги скорости», удобно рассмотреть на примере ног человека. Удерживающие в положении равновесия мышцы и кости, прикреплённые к ним, когда человек приподнимается «на носочки» — это «рычаги силы», а приводящие человека в движение — «рычаги скорости».

Статические нагрузки обычно воздействуют на «рычаги силы», динамические — на «рычаги скорости».

Знания анатомии человека и особенности биомеханики организма позволяют построить тренировки оптимальным образом для любого вида спорта, осуществлять физиопроцедуры при восстановлении органов после травм, разрабатывать удобные протезы, лечебные упражнения, укрепляя здоровье человека и восстанавливая функции его организма после травм и операций.

Литература

Б М. Левин. Физика и человек // Евразийский научный журнал. — 2022. — № 10.
Овчинников Юрий Дмитриевич, Прокопчук Юрий Андреевич. Биомеханика движений в скандинавской ходьбе // Физическая культура. Спорт. Туризм. Двигательная рекреация. — 2017. — № 3.
Глухих О. Н., Коломиец А. А. Биомеханика суставов конечностей // Scientist. — 2020. — № 4 (14).

Ссылки