ID: 00019114
Почему согнутой в локте рукой можно поднять больший груз, чем вытянутой?
Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина
Рука работает как рычаг: опора — локтевой сустав, мышца тянет кость рядом с локтем (короткое плечо), а груз — в кисти (длинное плечо).
Правило равновесия рычага: момент силы мышцы должен уравновесить момент силы тяжести груза:
$$F_{\text{мышцы}} \cdot l_{\text{мышцы}} = F_{\text{груза}} \cdot l_{\text{груза}}.$$
Когда рука согнута, груз ближе к локтю — его плечо $l_{\text{груза}}$ меньше. Значит, при той же силе мышцы можно удержать груз тяжелее.
Когда рука вытянута, плечо груза становится большим, и для равновесия мышце пришлось бы развивать гораздо большую силу. Сила мышцы ограничена, поэтому вытянутой рукой поднимается меньший груз.
Рука — это рычаг с опорой в локтевом суставе. Когда рука согнута, груз находится ближе к локтю — его плечо короче, поэтому мышце легче его удерживать. Когда рука вытянута, груз далеко от локтя — его плечо больше, и для равновесия мышце нужна гораздо большая сила. Поэтому согнутой рукой можно поднять больший груз.