106年:物治基礎(2)

下列那一個動作較不會產生明顯的動量?

A在划船時,手臂搖槳的動作
B生氣、雙手緊緊握拳時,手指的動作
C做仰臥起坐時,上半身的動作
D快速跑步後喘氣時,肋骨的動作

詳細解析

本題觀念:

動量(momentum)定義為質量(mass)與速度(velocity)的乘積,即 p=mvp = mv。「較不會產生明顯動量」的情況,代表參與動作的質量小、速度慢,或兩者皆然。本題考驗考生對動量概念在人體各部位動作中的應用。

選項分析

(A) 在划船時,手臂搖槳的動作 划船(rowing)時手臂的搖槳動作,涉及整個上肢(前臂 forearm + 上臂 upper arm + 手 hand)的大幅度、高速度擺動,質量較大且速度明顯,可產生顯著動量。

(B) 生氣、雙手緊緊握拳時,手指的動作 ✅(答案) 握拳時,手指從伸展位捲曲至屈曲位,僅涉及手指(fingers)這一小質量節段,且動作範圍有限、速度不快。手指各節段的質量極小(相較於上肢、軀幹),即使有一定速度,p=mvp = mv 的乘積也遠小於其他選項。因此產生的動量最不明顯。

(C) 做仰臥起坐時,上半身的動作 仰臥起坐(sit-up)時,頭、頸、胸廓、上肢的質量總和相當大(約佔體重40%),加上向上屈曲的速度,可產生相當顯著的動量。

(D) 快速跑步後喘氣時,肋骨的動作 肋骨(ribs)加胸廓在呼吸時的上下、前後運動,雖然肋骨本身質量有限,但快速喘氣時整個胸廓(含肋骨、胸骨)集體運動,仍可產生一定的動量,且選項明確說「快速跑步後」,呼吸頻率高、呼吸幅度大。

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