ГДЗ по физике, 7 класс, Перышкин, номер 38.2: Давление. Единицы давления

План решения:

В организме человека многие движения осуществляются по принципу рычага. Рычаг — это твердое тело (кость), которое вращается вокруг неподвижной точки (сустава) под действием силы мышц и внешних сил (вес тела или груза). Для ответа на вопрос необходимо выделить основные примеры таких биомеханических систем.

Вычисление и анализ примеров:

Рассмотрим наиболее очевидные рычаги в теле человека:

• Стопа при ходьбе. Точка опоры находится в пальцах ног (или пятке, в зависимости от фазы шага), сила тяжести действует через голеностопный сустав, а мышечная сила тянет за пяточное сухожилие. Это рычаг первого рода (если опора между силами) или второго/третьего рода в зависимости от конкретной фазы движения.
• Предплечье при сгибании локтя. Точка опоры — локтевой сустав. Сила тяжести груза (например, гантели) действует на кисть, а сила сокращения двуглавой мышцы плеча (бицепса) приложена ближе к локтю. Здесь точка опоры находится с одного конца, груз — с другого, а усилие мышцы — посередине. Это классический пример рычага третьего рода , который проигрывает в силе, но выигрывает в скорости и амплитуде движения.
• Голова при наклонах. Точка опоры — атлантозатылочный сустав (место соединения черепа с позвоночником). Вес головы действует спереди, а мышцы шеи тянут назад. Это также рычаг, позволяющий удерживать голову в равновесии.
• Нога при разгибании колена. Точка опоры — коленный сустав. Четырехглавая мышца бедра тянет за надколенник, создавая момент силы для выпрямления голени.

Проверка и вывод:

Все перечисленные примеры соответствуют определению рычага: наличие оси вращения (сустав), плеч силы (расстояние от сустава до места прикрепления мышцы или центра тяжести) и действующих сил. Таким образом, рычагами в организме являются практически все крупные суставы, где кости работают как стержни, а мышцы создают вращающий момент.