110年:物治基礎(1)

腰桿挺直屈膝抬起重物時,如果將重物更靠近自己身體,下列何者正確?

A腰椎壓迫反應力減少量大於背肌用力減少量
B腰椎壓迫反應力減少量等於背肌用力減少量
C腰椎壓迫反應力減少量小於背肌用力減少量
D腰椎壓迫反應力減少量與背肌用力減少量無關

詳細解析

本題觀念:

本題考查的是脊椎生物力學 (Spine Biomechanics) 中的舉重槓桿原理脊椎負荷分析。主要涉及脊椎在負重狀態下的受力平衡(靜力學平衡),特別是腰椎(L5/S1 節段)的力矩平衡 (Moment Equilibrium)合力平衡 (Force Equilibrium) 概念。

選項分析

在進行選項分析前,我們先建立簡化的生物力學模型:

  1. 力矩平衡 (M=0\sum M = 0): 背部伸直肌群(Back Extensor Muscles)產生的力矩必須抵抗由「上半身重量」與「手持重物」產生的屈曲力矩。 公式:Fm×dm=Wload×dload+Wbody×dbodyF_m \times d_m = W_{load} \times d_{load} + W_{body} \times d_{body}

    • FmF_m:背肌收縮力
    • dmd_m:背肌力臂(通常很短,約 5 cm)
    • WloadW_{load}:重物重量
    • dloadd_{load}:重物至腰椎支點的力臂
    • WbodyW_{body}:上半身重量(常數)
  2. 垂直合力平衡 (F=0\sum F = 0): 腰椎承受的**壓迫反應力 (Compression Reaction Force, $

...(解析預覽)...