Spieren; hefbomen en kracht

De skeletspieren van het spierstelsel en de beenderen van het skelet zorgen ervoor dat het lichaam in staat is om gewichten te verplaatsen. De spieren en de beenderen doen dit door hefbomen in te zetten. Hefbomen maken gebruik van een draaipunt, last, lastarm, macht en machtsarm. Een hefboom kan een krachts- of afstandsvergroter zijn. Er bestaan drie soorten hefbomen die het spierstelsel samen met het skelet ook kan inzetten. De drie hefbomen zijn de eerste klas, tweede klas en derde klas hefbomen.

Wat zijn hefbomen?
Het hefboomprincipe is er op gebaseerd dat met een kleine macht (kracht) maar met een grote bewegingsuitslag door gebruik te maken van een lange machtsarm een grote last over een kleine bewegingsuitslag verplaatst kan worden. Anders beschreven; met een kleine kracht, maar met een zeer lange arm tot het draaipunt kan een grote last een klein stukje worden verplaatst. In formulevorm kan men het hefboomprincipe als volgt schrijven:

  • M x Marm=L x Larm

Hierbij is M de macht die wordt uitgeoefend. Marm is de afstand van M tot het draaipunt. L is de last die verplaatst moet worden en Larm is de afstand van L tot het draaipunt. In het lichaam zijn er hefbomen die de kracht die een spier uitoefent vergroot en worden krachtsvergroters genoemd. Marm van de krachtsvergroters is groter dan Larm. De bewegingsuitslag die krachtsvergroters veroorzaken is klein.
In het lichaam zijn er ook hefbomen die de bewegingsuitslag die een spier veroorzaakt vergroot en worden afstandsvergroters genoemd. Marm van de afstandsvergroters is kleiner dan Larm. De bewegingsuitslag die afstandsvergroters veroorzaken is groot, maar deze hefbomen verkleinen de kracht die een spier uitoefent. Het lichaam heeft drie soorten hefbomen:

  1. Eerste klas hefboom
  2. Tweede klas hefboom
  3. Derde klas hefboom

Het klasse hefboom wordt bepaald door de positie van het draaipunt en de positie van M en L. Hieronder worden de verschillende klassen hefbomen beschreven en worden voorbeelden gegeven over waar deze hefbomen voorkomen in het lichaam.

Eerste klas hefboom
Bij een eerste klas hefboom ligt het draaipunt tussen de macht en de last in. Wanneer de Marm langer is dan de Larm, dan kan de spier veel kracht uitoefenen, maar is er een kleine bewegingsuitslag. Een wip met een lange arm en een korte arm is een eerste klas hefboom. Een eerste klas hefboom is meestal een krachtsvergroter. De spieren die aanhechten op de achterzijde van de schedel samen met het gewricht tussen schedel en atlas is een voorbeeld van een eerste klas hefboom in het lichaam.

Tweede klas hefboom
Bij een tweede klas hefboom ligt de last tussen de macht en het draaipunt in. De Marm is langer dan de Larm. Een notenkraker is een voorbeeld van een tweede klas hefboom. Een tweede klas hefboom is ook een krachtsvergroter. De kracht die Achillespees op het draaipunt van de voorvoet uitoefent, is een voorbeeld van een tweede klas hefboom in het lichaam.

Derde klas hefboom
Bij een derde klas hefboom ligt de macht tussen de last en het draaipunt. Bij een derde klas hefboom is Marm kleiner dan de Larm. Een derde klas hefboom kan niet veel kracht produceren. Een pincet is een voorbeeld van een derde klas hefboom. De kracht die de biceps brachii op het ellebooggewricht uitoefent, is een voorbeeld van een derde klas hefboom in het lichaam.

Lees ook:

Loop geen inkomsten mis, schrijf over hobby, werk of studie en verdien extra inkomsten!

Maak je eigen geldmachine in 8 stappen en wordt financieel onafhankelijk

Spieren; een overzicht van spieren

Spieren; bouw van skeletspieren

Spieren; type 2B, type 2A en type 1 spiervezels

Spieren; functie van skeletspieren

Spieren; werking van skeletspieren (contracties)

Spieren; kracht-snelheidsrelatie en kracht-lengterelatie

Spieren; fysiologische en anatomische dwarsdoorsnede

Spieren, de motoren van het lichaam, werking spieren

Soorten spieren, anatomie van spieren, werking spieren

Bronnen:

JE. Hall, 2013, Pocket Companion to Textbook of Medical Physiology, Elsevier Inc
GA Thibodeau, Patton KT 2012, Anatomy & Physiology, Mosby/Elsevier
EN Marieb, Hoehn K 2012, Human Anatomy & Physiology, Pearson/Benjamin Cummings