114年:物治基礎(1)

如下圖所示,一患者杵著枴杖維持站立平衡情況下D=4 cm,D1(體重力臂)=8 cm,D2(柺杖力臂)=30 cm,W(除了右腳之外的體重)=640 N,枴杖力量(CF)=72 N,則髖關節外展肌力量(HAF)是多少牛頓的力? 圖片

A630
B740
C850
D960

詳細解析

本題觀念:

本題考查 髖關節生物力學 (Biomechanics of the Hip),特別是 靜力平衡 (Static Equilibrium)助行器 (Assistive Device) 對關節受力與肌肉力量的影響。核心概念是利用力矩平衡公式 (ΣTorque=0\Sigma \text{Torque} = 0) 來計算維持骨盆水平所需的髖外展肌力量 (Hip Abductor Force, HAF)。

影像分析:

雖然無法直接觀看圖片,但根據題目描述與標準生物力學模型,影像應顯示一個單腳站立的自由體圖 (Free Body Diagram):

  1. 支點 (Fulcrum):右側髖關節中心。
  2. 作用力與力臂
    • W (體重力):除了支撐腳(右腳)以外的身體重量 (640 N640 \text{ N}),作用於身體重心線,試圖使骨盆向對側傾斜 (產生內收力矩,Adduction Moment)。力臂 D1=8 cmD_1 = 8 \text{ cm}
    • HAF (髖外展肌力):臀中肌等外展肌群產生的拉力,試圖將骨盆拉平或向外側提起 (產生外展力矩,Abduction Moment)。力臂 D=4 cmD = 4 \text{ cm}
    • CF (柺杖力):對側手使用柺杖,地面

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