Вскелете животных и человека все кости, имеющие некоторую свободу движения, являются рычагами. например, у человека – кости конечностей, нижняя челюсть, череп, фаланги пальцев. рычажные механизмы скелета обычно рассчитаны на выигрыш в скорости при потери в силе. рассмотрим условия равновесия рычага на примере черепа. здесь ось вращения рычага проходит через сочленение черепа с первым позвонком. спереди от точки опоры на относительно коротком плече действует сила тяжести головы , позади – сила тяги мышц и связок, прикрепленных к затылочной кости. рука тоже представляет собой совершенный рычаг, точка опоры которого находится в локтевом суставе. действующей силой является сила двуглавой мышцы (бицепс), которая прикрепляется к бугорку лучевой кости, преодолеваемым сопротивлением является груз , приложенный к кисти. под действием силы рычаг – рука поднимает груз, находящийся на ладони. точка приложения силы находится на расстоянии =3 см (т.е. плечо силы =3 см), а плечо силы тяжести =30 см. таким образом, чтобы удержать груз , необходимо усилие мышцы, в десять раз превышающую величину груза . то, что проигрываем здесь в силе, не имеет особого значения, - мышца обладает достаточно большой силой. зато важно то, что, проигрывая в силе, мы выигрываем в других отношениях. небольшое сокращение длины мышцы позволяет в данном случае осуществить значительное перемещение ладони с грузом (мы можем поднять груз даже к плечу). кроме того, мы выигрываем в скорости перемещения. мышцы не могут быстро сокращаться; к счастью, при таком рычаге этого не требуется: скорость перемещения ладони с грузом оказывается в 10 раз больше скорости сокращения мышцы. другими словами, проигрывая в 10 раз силе, мы во столько же раз выигрываем в длине и скорости перемещения груза.
