人体内的杠杆

　　运动系统是许多个杠杆结构组成的，人体的许多动作都是通过杠杆作用而表现出来的。

　　在运动过程中，骨为运动的杠杆，关节为运动的支点，骨骼肌施加动力。当骨骼肌收缩时，牵动所附的骨围绕关节转动，就会产生各种动作。人体内有三种类型杠杆，即等臂杠杆、省力杠杆和费力杠杆。下图示仰头、跷足、屈肘分别代表的三种杠杆，你能判断出各属哪一种吗？

　　图中O表示关节构成的支点，三图分别表示寰枕关节、跖趾关节和肘关节。A点为肌肉在骨上的附着点，即力点，B则表示重点，由此可知，仰头为等臂杠杆，跷足为省力杠杆，而屈肘则为费力杠杆。在屈肘动作中，如果OB是OA的8倍，假如你要用手托起8千克的铁球，请你算算看，肱二头肌至少要施加多大的 力？（答：627.2牛顿）

骨的强度

   　　自然界中，花岗岩的坚硬、桧木的结实都是人们所熟悉的，但科学家经过测定证实，骨的坚硬和结实的程度远比上述两种物质要强得多。据测定人体长骨每平方厘米的面积上，可承受2100公斤的压力，而花岗岩每平方厘米承受的压力是1350公斤，桧木每平方厘米只能承受450公斤压力。

   　　骨的强度与骨的结构和材料质地密切相关，长骨结构中的骨密质是骨坚硬的关键，而其成分中的无机晶体是骨强度大大增加的原因，它使骨有很强的耐压能力，所以骨干结实、不折、不弯，起到支撑的作用。长骨两端的骨松质呈蜂窝状，是由粗细不同的针状骨小梁，疏松交错地排列而成。物理学家分析这种结构完全符合力学原理，它能把骨所承受的重量依照骨小梁排列的曲线方向分散到整个骨的结构中去，使骨的承受力大大增加。

   　　长骨骨干的中央是空的管状结构，有人做过实验，将粗细长短相同的管状钢材与实心钢材进行比较，发现管状钢材不仅轻，而且所承受的压力要大。由此可见，骨以最少的结构材料来承受最大的外力，骨的这种高强度是骨的功能性适应的表现。