てこの原理で筋肉はモノを支えることができる(2016年大分)(2021年埼玉)
10N のおもりを持ったときの腕にかかる力の大きさを,[図4] の腕の模式図をもとに考察した。1,2の問いに答えなさい。
1 [図4]で,作用点はおもりを支える手の ひらにあり,力点は腕の筋肉が骨についているところであり,支点はひじの関節である。支点,力点,作用点が一直線上にあり,腕 の筋肉が縮む力の大きさは60N,支点から作用点までの距離が30cmであったとき, 支点から力点までの距離は何cm か。ただし, 支点から先の腕の重さは考えないものとする。
考え方
筋肉から支点までの距離をxcmとすると
力点から支点までの距離は 5cm
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仕事の原理で好都合
2 [図4]の腕の筋肉は,おもりを持ち上げるのに 60 N より大きな力が必要となるが,その一方で, 仕事の原理に着目すると,腕の筋肉の動きにとって好都合なこともある。それはどのようなことか, 簡潔に書きなさい。
腕の筋肉が縮む距離が小さくても、おもりを持ち上げる距離を大きくすることができるということ