承上題【體重 100 公斤的爸爸要抱起 10 公斤巨嬰，頭、軀幹、手分別距離腰椎旋轉中心 20、10、30 公分，頭、軀幹、單手重量分別占體重 7%、45%、5%。豎脊肌與嬰兒分別距離旋轉中心 5、60 公分。何者產生的力矩最大？ 】，請問豎脊肌需要出多少力？

本題觀念：

本題主要測驗 生物力學 (Biomechanics) 中的 脊柱靜力平衡 (Static Equilibrium of the Spine) 概念。具體涉及以下物理原理：

1. 力矩 (Torque/Moment) 計算：力矩 = 力 × 力臂 ($M = F \times d$)。
2. 靜力平衡：為了維持姿勢不動，順時針力矩總和（身體各節段重力與外物重力）必須等於逆時針力矩總和（豎脊肌收縮力）。
3. 槓桿原理：腰椎視為支點，豎脊肌為抗重力的主要作用肌群。

影像分析：

圖片為一張簡化的生物力學側面圖，用於定義力臂長度：

1. 垂直軸線：代表身體的鉛垂線或參考軸。
2. 水平標示：標示了各個質心（Center of Mass, COM）到腰椎旋轉中心（支點）的水平距離（力臂）：
   • 頭部：距離 20 cm。
   • 軀幹：距離 10 cm。
   • 手部：距離 30 cm (抱住嬰兒處)。
   • 嬰兒：距離 60 cm (最遠端，力臂最長)。
   • 豎脊肌：圖片中雖未直接標示肌肉向量，但題目文字補充其力臂為 5 cm (位於支點後方)。
3. 受力分析：
   • 所有身體節段（頭、

...（解析預覽）...