跳到主要內容

人體存在的槓桿設計邏輯




你有想過為何我們人類可以走路然後去我們想去的任何地方嗎?

我們為何走路總是兩手開開前後擺盪,跑起步來也是身體劇烈晃動去產生移動能力嗎?


在這邊我們可以把人體想像成一個機器,我們的身上擁有很多力學的構造設計,

好比我們跟吊車一樣擁有長長的手臂、長長的腳;

我們的頭顱跟監視攝影機一樣,有轉軸可以轉動180度的範圍;

我們的腳指可以幫助身體短暫長高(蹎起來),像手推車一樣省力,輕易舉起上百磅的身體;




而這一切都是因為人類身上擁有3種類型的槓桿:

第一類型為支點居中型,意味著施力臂在對於外力與內力來說都是相同長度的。例如: 頭顱。

第二種類型為支點近外力型,所以遠離內力端,意味著我們可以很省力的去舉起物品,因為相較於外力來說,我們獲得的力臂較為長。而根據力矩的概念= X 力臂的公式。我們獲得較長的力臂,將有助於我們獲得較大的力矩,可以輕易地舉起我們想舉的物品。例如:腳趾頭。

第三類型為支點近內力型,使得外力獲得較長的力臂,意味著我們必須施加更多的內力才能舉起與阻抗外來的重量或力量。例如膝蓋、膝蓋處。


<<說文解字>>

「內力」為身體內部產生的力量來源,包含:肌肉本身、或是韌帶、筋膜等因為被動而產生對抗性張力也是。

「外力」指身體外部的力量來源,包含地表重力、物品重量、水阻等外界與身體對抗之任何形式之阻力。





而在人類的身上所存的的3種基礎力學槓桿來說,可以發現第三型槓桿
是最為費力的模式,但是我們卻必須說,可是第三型槓桿在人類的身上卻是很常見的槓桿模式,為何我們人類要設計這種模式去進行運作?

這麼不是很費力嗎?

這邊必須說第三型槓桿除了費力以外,
其實它有幾項優點:
第一:可快速反應 ; 第二:有助於產生活動空間。

而恰好是以上兩點,讓我們人體的四肢設計為第三型槓桿原則


曾經有一個體適能界的好朋友問我一個問題: 
Eric~你知道~什麼事情是人類不做就會很快死掉的嗎?

我回答: 吃飯啊~~

他說: 不是~人類不吃飯其實還可以撐7天以上時間。

我立馬想到了另一個: 我知道!!是喝水~~

他又說: ~~不喝水我們大約3天就會開始進行嚴重的脫水,甚至死亡。但是它還還不是最快的~~


我大概知道他要問什麼了,我便回答: 是呼吸!!

他看見我豁然開朗也進入了狀況,

便說: 沒錯!是呼吸~我們只要氧氣停止供應1~3分鐘就會開始出現腦缺氧與瀕臨死亡狀態~~

那下一個呢?第二件事情是什麼?



我想了很久~~卻遲遲回答不出第二個答案~~

我想不出除了上面的答案,哪一個是答案而且是第二個重要的??



他緩緩回答: 移動!


移動這件事對人類或是所有動物來說都很重要,
你如果不能移動,你上面說的吃飯、喝水都不可能發生。

你必須移動,才能去獲得資源、拿取食物,維持生命!!

甚至這麼說,在遠古時代或是非文明的野生世界,如同原始人一般,即使你不餓不渴,你也很難不移動,因為你可能會面臨攻擊,面對危險,你需要搏鬥、與需要逃跑~

你需要用你的大腦前額葉去判斷戰鬥逃跑

有機會贏就戰鬥知道打不過就逃跑

這是人類的基本生理反應,但是不管你選擇哪一個?

你都必須移動!!

你無法用不移動的狀態去戰鬥或是逃跑~~

當時他在跟我講解的,其實是髂腰肌的重要性!



說到這邊,有沒有人把這兩個故事連結與對應起來呢?

為什麼我們的四肢要設計成第三型槓桿

而不是最省力的第二型槓桿?



答案是 : 因為…. 你有腦子!!


用你的腦子想一想~
既然你有腦子,可以去判斷要逃跑或是戰鬥,

你並不需要擁有最大的力量
但是你需要方便你移動的能力!!


我們需要使用第三型槓桿的身體,方便我們迅速產生反應,甚至範圍度大的動作。

當我們攀爬樹幹摘採果實的時候需要肩關節過頭舉,並且幫我們把身體拉上去;

當我們跨越叢林荊棘的時候,我們需要髖關節能大幅高舉;

當我們全力衝刺追捕獵物的時候,
我們需要骨盆進行擺盪、讓重心失速,與協同腳趾頭幫忙推進;



而在身上設計這樣的不省力槓桿
擁有了好處,那壞處就是力量太差怎麼辦?
所以往往第三型槓桿的地方,都發展出強壯有力的肌肉!!

梭狀的、菱形狀的、羽狀的,例如:梭狀-二頭肌;菱形狀-臀大肌;羽狀-股直肌。

甚至可以說人體最強的肌肉都安排在第三型槓桿的關節旁邊,包含股四頭肌、臀大肌、腿後腱肌群、闊背肌、胸大肌、手臂二頭肌、三頭肌、三角肌

這些都是擁有強大力量的肌肉,甚至仔細研究這些肌肉屬於快縮肌纖維」為多的比例特高(因為根據研究快縮肌纖維的力量較慢縮肌纖維大且速度快…)



而正因為如此我們身體會願意使用較為費力的代價,
而去換取槓桿遠端四肢的移動範圍速度上的優勢!

一切就如此的巧妙,人類的身體真的是很高明的設計!!



以上均為一種推論與假設,歡迎大家提出看法與指證~
 今天說書時間就到這了~~歡迎下次待續再交流~~


#訓練邏輯實務

#整人專家


📖私人教練個人品牌培訓

📚每天都要運動、訓練,跟讀書

留言

延伸閱讀

<運動訓練篇: 熱身的重要>

  << 熱身的重要 >   你是一個重視熱身的人嗎 ? 你知道為何要做熱身嗎 ?   熱身的目的,不外乎 RAMP 的目的上。 R 指得是 Raise 提升 A 指得是 Activate 活化 M 指得是 Mobilize 活動 P 指得是 Potentiate 增強 ( 強度熱身 )   也就是透過熱身,去提高身體組織溫度,血液的分配, 並引導身體做好意識的準備、大腦神經的轉注上, 並活動各部位關節與軟組織,始之能面對接下來的身體活動。 而在我們身體運動前做須要做的準備, 就是身體的 柔軟度 : 也就是 「 軟組織所能延展的程度 」 , 軟組織泛指  : 「   皮膚、筋膜、肌肉、肌腱、關節囊、韌帶 」 等。   而柔軟度的好壞,也決定了我們關節的活動度範圍、 人體動作的流暢性, 若沒有柔軟度, 我們動作將失去平衡與協調, 以及對身體姿勢的控制、 本體感覺的靈敏, 所以這也是為什麼我們必須重視柔軟度的原因。   而柔軟度也會受制於原始關節結構、年齡、性別等生理條件的差異,有著不同的表現與進步空間。 而且也不是越柔軟越好,由於柔軟度是軟組織的綜合表現, 而過大的柔軟度也會影響了關節的穩定度, 也就是會使關節無法處於一個穩定的位置。 而關節是除了提供活動範圍給肌肉外, 骨頭本身也提供穩定的錨點給肌肉, 所以若負責在上面的韌帶、關節囊構造 若不能有效的限制關節角度, 則會使肌肉受到牽扯, 反而會提高肌肉的被動張力。 因此,當我們在談論柔軟度時,也需要留意, 是否過度的追求過高的柔軟度表現 ? 有些柔軟度是我們該提升的, 而有些柔軟度是我們要保留不追求的。   而影響柔軟度的,也不僅僅是我們有沒有去拉伸它, 我們的柔軟度,一部分來自肌肉與筋膜能力所提供, 而上方有許多的感覺受器 : 肌梭、高爾基氏器, 會感知我們的肌肉長度與張力變化。   所以柔軟度變差,有一部分是感覺受器影響的結果, 產生了張力緊繃的限縮。 而限縮的活動度,進而影響了使用的頻率, 因此影響了血液的流動,更加劇的該局部的筋肉筋膜張力, 所以 解決不足的柔軟度原因, 有時候不在 「 常拉伸它 」 ,有時答案往往在 : 「 收縮它 」 。   因為,我們不應該忘記的是肌肉僅能進行...

<如何長久保持肌肉量? 為何身材總是上上下下? >

  滑開手機 FB 、 IG 、微信好友圈, 總是不難看見身邊的朋友有著新的新年新計畫, 或是新的生活挑戰, 開始努力控制飲食; 開始服用好的油脂營養品 / 燃脂劑,以其控制體重; 開始進入健身房運動; 恢復跑步第 10 天等等新目標。 但是也會在幾周或是幾個月之後, 看到他 / 她似乎也不再提起這件事,好似沒有發生過一樣。 那個諾言與曾經新養成的習慣,似乎是屬於別人的故事般的遙遠。 也會在若干個月後,看到對方重新開始, 也對於先前的中斷,說上一長串不得不的理由, 就這樣,反覆這個循環。 日子過去了,變的是相似的情節反覆上演, 不變的是,原地踏步的那個人。   沒錯,也許我們自己就是 「 那個人 」 。   也許你是屬於較有紀律的那一個, 你持續與運動、飲食管理有所接觸, 甚至也是蠻規律的進健身房,長年身材保持得不錯, 但也總有一種莫名的不快、不滿足, 因為身體好似無法長期保持在自己希望的高峰,最完美的狀態, 總在一段時間後,會開始 「 走鐘 」 。   其實,身體本身就屬於動態的狀態, 它會隨著我們生活的模式,進行適應性的改變, 在 「 體適能 (Physical Fitness) 」 的定義中,就清楚告訴我們 : 「 肌力、肌耐力、心肺適能、柔軟度、身體組成 」。   「 體適能 」按中文翻譯,也就是 : 「 身體適應外界環境的能力 」, 而這裡的「 身體組成 」指得就是 「 身體體脂肪、肌肉量、水分重、細胞能力,內分泌賀爾蒙 等內在組成狀態」, 也是大家廣泛會看到的「外在身材表現」。   也就是說 「我們怎麼生活,我們就會長什麼樣子」   根據我們吃進去的 飲食 、 睡眠 與 疲勞管理 、 運動 、 生活型態 等等決定我們外在的樣貌, 所以在長期基本健康管理,與生活型態上,基本上與身材反應是密不可分的。 也因此,我們在追求外在的 「長效性」 前,也許該建立的是生活的模式。   選好你要的樣子, 然後堅持地以長期的生活紀律「活出」你要的樣子。 # 微量努力帶來巨量改變 # 每天都要運動訓練跟讀書

<為什麼我的肌肌都練不大?! 肌肉成長的秘訣>

  < 為什麼我的肌肌都練不大 ?! 肌肉成長的秘訣 > 增加肌肉,不外乎在於 3 件事的達成: 1. 機械張力:         給予身體負重,使其產生身體的神經、結締組織的刺激,然後增生。 2. 肌纖維損傷:         承如第一點,身體負荷重量後,會或多或少產生肌纖維損傷,也是局部肌肉的肥大來源,甚至有些訓練動作或概念會特別著重這個效應。 3. 代謝壓力:         這就是引起身體 荷爾蒙 與 神經傳導素 的機制,那通常跟「訓練強度」有關。 而近幾年很流行, crossfit 或是循環式訓練,會發現這些運動愛好者,身材也是練得相當不錯,也有擁有令人稱羨的好身材,甚至並不亞於練健美式訓練的人,而這類全身性訓練一樣有助於增肌,是根據第三點的機制所產生。   要引發身體的賀爾蒙刺激效應,就要有一定強度  !         可以根據幾個調整方向: 1. 動作複雜度 2. 肌群參與程度 3. 組間休息 4. 足夠的訓練組量 等等去進行強度提升或下降。   而足夠一般人的訓練組,通常會以一個小時做得完的訓練組為基準,那就是大家通常會有的 4-5 個動作,每個動作含熱身大約 4-5 組,所以乘出來會是 16-25 組這個總組數。   但是不是說有這個組數就會增肌,而是至少要有一定的反覆訓練去疲勞肌肉與訓練能量系統,所以這個訓練組數起碼要達到。   同時也還要搭配: 1. 動作複雜度 2. 肌群參與程度 3. 組間休息 這些條件,才能有效引發身體的代謝壓力,使 賀爾蒙 / 神經傳導素 激增以進行強大的 合成效應 。 而事實上,要想增加肌肉,並不僅僅上述的 3 個條件,其實還有許多條件與原則要遵守,         上面的 1. 機械張力 2. 肌纖維損傷 3. 代謝壓力 ,也僅是提供給我們 3 個思考方向而已。   像是重視「 動作變化週期、飲食與恢復、有效訓練次數 」等也是增肌的重點。   說了這麼多,讓你無所適從了嗎 ?   簡單 一言以蔽之 來說,就是要想盡一切辦...

<運動觀點篇> : 我總是感覺膝蓋不舒服,還適合運動嗎 ?

我總是感覺膝蓋不舒服,還適合運動嗎 ? 電視廣告中 : 「 補充葡萄糖胺液,保護你的膝蓋 」 , 似乎對於膝蓋的保養,這是一個必需品。 因為我們一般人好像沒聽過、吃過這些東西,所以當我們 「 被提醒 」要額外補充這些營養品,我們就會感覺「是不是因為我沒有,才會導致我有這樣的結果」,進而產生購買的念頭。 那真實的狀況是什麼呢    ? 葡萄糖胺確實是膝蓋內在組成軟骨與滑液的重要成分,具有抗發炎的效果, 但人體主要是透過內在生成這些成分,還是透過外來補充而獲得 ? 答案是人體自然製造產生為主。 而且事實上,外來補充的效果並未獲得醫界的全面支持。 而服用葡萄糖胺後的多數患者,也需要透過多活動關節的刺激,使之改善。 例如 : 走路、慢跑、騎腳踏車、游泳等低衝擊運動逐步刺激關節內再生因子。   那為何我們總是聽到「膝蓋內的軟骨是越磨損越沒有的,所以要減少磨損消耗」的說法     ? 會有這種似是而非的「傳說」, 源自大家過度把人體關節簡化比喻為金屬的零件、軸承等說法, 因為確實每一個機械零件均有其耗損速率,再怎麼潤滑與低摩擦力的金屬零件,仍會產生一定量的耗損。   但是 人體的構造是生醫材質,是有其細胞活性, 所以透過日常活動的使用,才能確保關節內的滑液感受到刺激而有所分泌,進而潤滑關節,增加骨頭與骨頭之間的空隙,減少硬骨與軟骨 ( 半月板 ) 之間的摩擦。 所以 有活動、運動,才能為我們的關節「上油」,不至於乾澀而互牴觸。 而要更安全的確保關節內空間的健康,我們也要 注重「體態」與「肌力平衡」 的問題。 「體態」 是指 : 人體體態姿勢的日常習慣,進而影響的骨骼構造的排列位置。 這點是很重要的原因在於,若我們長期走路外八,或是站姿三七步,不得不說,確實會讓關節內半月板的內外側壓力失衡,造成耗損速度不一; 也因為不平均受力,關節內的壓力不同,長年累積會有局部積水發炎的問題,當耗損的速度快過於修補; 當排水的速度快過於積水,發炎就會產生,傷害也自然不可逆轉。                            「肌力平衡」 則也是延續上面說的問題而下,長期我...

<功能訓練篇> : 是不是舉得重,才能變強壯 ?

   是不是舉得重,才能變強壯 ?   美國隊長電影中飾演男主角的 克里斯 · 埃文斯, 在變身成超級士兵從冷凍艙走出來的時候, 令所有人著實驚豔了一下, 完美的肌肉與線條,外加上敏捷的身手, 穿越敵人槍林彈雨的炮陣,如入無人之地, 似乎有了一身肌肉以後,速度與爆發力也隨之而來。   但事實上真的是這樣嗎 ? 肌肉大,舉得重,就表示強壯、無敵 ? 事實上,肌肉的生長與發育, 主要建立在生理性機制上, 也就當我們進行鍛鍊時, 肌肉產生撕裂,身體補充足夠的能量進行修補, 外加賀爾蒙的幫助, 我們得已修復原本的肌肉組織, 並且為避免下一次的撕裂, 身體會修補的比原本的組織更為強韌與厚實, 這就是 肌肉增大的原理 。   那力量 (F) 呢 ? 力量 (F) 是什麼,根據物理學公式告訴我們, F=ma , F 是 施 力 , m 為物體 質量 , a 是 加速度 , 所以建構好的肌肉 質量 ( m ) 確實 可以提升我們的 力量(F) , 但還有一個因素,那就是加速度, 加速度 (a) 是 速度 (S)/ 時間 (T) , 所以要產生更好的 加速度 (a) , 就是提升 速度 (S) ,以縮短完成 時間 (T) 。 而如何提高速度  ? 則需要透過更好的神經傳導,以徵招更多的肌肉, 一個運動單位為一條神經可以支配的肌肉數, 能有更多的 運動單位 加入, 也就意味著可以啟動更多神經與肌肉。 這是力量背後產生的機制。   那跟我們追求的 「 強壯 」又有何差異  ? 主要就看你對於 「 強壯 」 的定義是什麼  ?   你只看單一方向上能舉起多少重量的話, 那麼練習單一方向的力量推舉, 則可以達到這樣的目的。 但如果你的目的是能展現在不同方向的作功、施力能力的話, 那麼鍛鍊在不同方向上,均能產生強壯的做功表現, 才能發展 「 全面化強壯 」 的目的。   而要運用在運動場上的強壯, 也更需要 「 3D 、多關節角度、多肌群的應用 」 , 所以設計更加複雜的肌肉串聯表現的動作, 則是我們要持續思考的問題。   但在這邊要注意的是, 不是把 4~6 個動作一起做完, 就是 「 3D 、...