人間の前腕(肘から手首まで)を水平に保つ際のモデルを考える。 この問題を通して、日常的に物を持ち上げるとき、我々の筋肉がどれほど巨大な張力を発揮しているかを物理的に解析する。
肘の関節を支点 O とする。前腕は長さ L、質量 M の一様な剛体の棒とみなせるものとし、その重心は支点 O から L/2 の位置にあるとする。 手首(支点 O から距離 L の位置)に質量 m のおもりを持っている。 この前腕を水平に維持するため、上腕二頭筋は支点 O から距離 d の位置において、前腕に対して鉛直上向きに張力 T を及ぼしている。 また、重力加速度の大きさを g とする。
ここで、前腕にはたらく力の作用点は、肘の支点 O から手首に向かって、上腕二頭筋の付着点(距離 d)、前腕の重心(距離 L/2)、手首(距離 L)の順に水平な一直線上に並んでいるものとする。
前腕が水平に静止しているとき、上腕二頭筋が及ぼす張力 T を求めよ。 なお、肘関節が前腕に及ぼす抗力については、支点 O における力であるためモーメントに影響しないものとする。
得られた張力 T の値(単位は N)は小数第1位までの有限小数となる。 この T の値を 10 倍した自然数を回答せよ。
Please sign in to submit an answer
Sign In