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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~~


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