Рука как рычаг: бицепс сильнее груза

Предплечье держит на ладони 1 кг и 3 кг. Мышца крепится близко к локтю, поэтому тянет в несколько раз сильнее веса груза.

2D Возраст 9+10 мин Рычаги и равновесиеУпругость

Загрузка симуляции…

Нажмите «Запустить». Тела движутся по законам физики: гравитация, трение, упругость.

Что показывает опыт

Предплечье — рычаг, у которого опора в локте, мышца давит близко к опоре, а груз — далеко. Поэтому мышце приходится тянуть намного сильнее, чем весит груз.

Как провести

Нажмите «Запустить»: обе руки удерживают груз, мышца-пружина растягивается.
Сравните растяжение мышцы при 1 кг и при 3 кг.
Сдвиньте крепление мышцы дальше от локтя и посмотрите, как изменится растяжение.

Вопросы для обсуждения

Во сколько раз сила мышцы больше веса груза?
Что выгоднее: крепление мышцы ближе или дальше от локтя?

Объяснение

Условие равновесия: F_мышцы · d = m·g·L (моменты относительно локтя). Крепление в 40 см от локтя, ладонь в 190 см — мышца развивает силу, примерно в 4–5 раз большую веса груза. Зато небольшое сокращение мышцы даёт большое движение руки.

Повторите дома

Согните руку в локте, а другой рукой нащупайте сухожилие бицепса возле локтя — оно крепится совсем близко к суставу.

Что изменить в редакторе

Сделайте мышцу жёстче (k = 400).
Положите в ладонь 5 кг.