110年:物治基礎(2)
承上題【自行車踩踏週期中,踏板由最高點踩下以產生推進力量,呈現如下圖位置的瞬間,髕腱( patellar tendon )與脛骨粗隆連結處距離膝關節旋轉中心 5 公分,與此連接線夾角 30 度,小腿與腳的轉動慣量( moment of inertia)為 0.25 kg·m2,膝關節角加速度為 10 rad/s2,則此時的髕腱張力為何?】,當踩踏爆發末期轉換到恢復期(踩踏最低點附近)時,下列那一個雙關節肌肉為主要作用肌?
A膕旁肌( hamstrings )
B膕肌( popliteus)
C股直肌( rectus femoris )
D腓腸肌( gastrocnemius )
詳細解析
本題觀念:
本題考查的是自行車踩踏生物力學(Cycling Biomechanics)中的肌肉活化時序(Muscle Activation Patterns)。特別是針對「下死點」(Bottom Dead Center, BDC,約在時鐘6點鐘方向,180度位置)附近的肌肉動力學。在此階段,腿部動作由「向下踩踏(推進)」轉換為「向後向上拉提(恢復)」,這個轉換過程涉及特定的雙關節肌肉協同作用。
選項分析
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A. 膕旁肌(Hamstrings):正確答案之一。
- 解剖功能:膕旁肌(半腱肌、半膜肌、股二頭肌長頭)是雙關節肌肉,負責伸髖(Hip Extension)與屈膝(Knee Flexion)。
- 踩踏機制:在踩踏週期的下死點(BDC)附近,膝關節處於最大伸直角度,準備開始彎曲以進入恢復期。此時需要膕旁肌強烈收縮來彎曲膝蓋並伸展髖部,做出類似「像在鞋底刮除泥巴(scraping mud)」的向後拉動動作。文獻顯示膕旁肌在踩踏週期的底部(約150°-270°)非常活躍,負責將踏板通過死點並轉換力量方向。
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B. 膕肌(Popliteus):錯誤。
- 解剖功能:主要為單關節肌肉(雖跨過膝關節,但作用範圍極短且主要功能為解鎖膝關節與內
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