2014年06月17日

関節の曲がり具合と荷重【関節にかかる荷重D】


曲がった関節とてこの原理.jpg

図1:曲がった関節と「てこの原理」



図1は、筋肉によって曲がった状態で固定されている関節に、「てこの原理」を当てはめたもので、Mは骨の重量、Tは筋肉の力、aは骨の重心から関節軸までの距離、bは筋肉から関節軸までの距離です。


てこ数式関節.jpg

式1:固定している関節での「てこの原理」


このとき、式1が成立しています。


てこ数式関節変形.jpg

式2:固定している関節での筋肉の力を求める式


式1を、筋肉の力Tを求める式に変形すると、式2のようになります。


曲がっていく関節.jpg

図3:曲がっていく関節



図3は、関節をA、B、Cの順に曲げていったときのものです。この図3から、筋肉の力T以外で変化のあるものは、骨の重心から関節軸までの距離aです。


関節が曲がっているほど、aの値が大きいことが分かります。


ここで、式2を見てみると、aの値が大きいほど、Tの値、すなわち筋肉の力が大きいことが分かります。


前回説明したように、関節にかかる荷重は、骨の重さと、筋肉の力を合わせたものです。


つまり、関節にかかる荷重は、関節の曲がっている角度が大きくなるほど大きくなり、その角度が小さくなるほど小さくなります


したがって、関節にかかる荷重を小さくするには、できるだけ関節を曲げないようにした方が良い、ということになります。


※一般的には、関節の角度の大きさで荷重の大きさが決まるという訳ではなく、重心線と関節軸の距離で荷重の大きさが決まります


つづく・・・


〈主な参考文献〉
中村隆一,齋藤宏,長崎浩:基礎運動学 第6版,医歯薬出版.2003.

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posted by ふなこしのりひろ at 10:25| Comment(0) | TrackBack(0) | 荷重のしくみ
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