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趣味物理学
1.4.12 2.12 肌肉的力量
2.12 肌肉的力量

若问你用一只手能提起多重的物体?我们假设为10千克吧。你是否就认为,这10千克就表示你手臂肌肉的力量?如果你这样认为的话,就大错特错了:要知道,你的肌肉的力量要远强于此!参照图2-15,仔细看一下手臂上二头肌的作用。这条肌肉附着在前臂骨这个杠杆的支点上,而重物的作用点在这个杠杆的另一端。显然,支点到重物的距离,差不多是二头肌的前端到支点的8倍。这就意味着,如果重物的重量为10千克,那么这条肌肉所付出的拉力应该大约是它的8倍。可以这么说,我们的肌肉的拉力是手臂力量的8倍,如果它直接去提起物体,重量是80千克,而不仅仅是10千克。

我们完全有理由说:一个人真正的力量,要远强于他平日里表现出来的。这也就是说,如果我们的肌肉的潜在力量完全展现出来,要比平日强大得多。

照此分析,那我们的手臂的构造是不是有点不合理呢?看起来似乎的确如此,毕竟我们肌肉的力量大部分白白损耗了。可是,如果我们再细想一想那个古老的力学“黄金法则”:在力量上吃了亏,一定会在移动距离上占便宜。因此,我们在运动速度上很占便宜,相比于操纵手的肌肉的动作,我们两只手的动作快了8倍。动物身体内部肌肉的这种特别构造,确保了四肢灵活、敏捷的活动,相比于力量,这对于动物的生存更加重要。如果我们人类的手脚肌肉构造不是费力而是更省力的话,我们的行动速度无异于像蜗牛或乌龟那样了。

图2-15 人体的前臂骨(C)属于不省力的第二类杠杆。杠杆的支点关节处,即O点;二头肌发出的作用力,其作用点在I点;其要克服的阻力,也就是重力的作用点在B点。BO的臂长大约是IO臂长的8倍