Definition von Muskelmoment
Die Messung des von den Muskeln ausgeübten Drehmoments ist grundlegend für viele Aspekte der Rehabilitation, des Industriedesigns, der Ergonomie und der sportlichen Höchstleistung. Beispielsweise entwerfen Entwickler von medizinischen Geräten für Senioren Geräte, die für ihren Betrieb ein geringes Drehmoment erfordern, während Designer von Trainingsgeräten von ihren Benutzern erwarten, dass sie einen großen Teil davon generieren. Das Muskeldrehmoment selbst ist jedoch für Nichtspezialisten schwer zu definieren und zu quantifizieren.
Eine Frau springt auf eine Kiste. (Bild: lagunaguiance / iStock / Getty Images)Über das Drehmoment
Die meisten Menschen kennen Drehmoment als Begriff, wenn auch nicht notwendigerweise als Begriff. Konkurrierende Autohersteller trompeten das Drehmoment ihrer Pickup-Trucks in Fuß, und die meisten Fahrer verstehen die Notwendigkeit, einen niedrigen Gang für besseres Drehmoment zu verwenden, wenn versucht wird, das Auto aus einer Schneewehe herauszufahren. Dies sagt jedoch nichts über die grundlegende Natur des Drehmoments aus. Drehmoment ist in seiner einfachsten Definition die Anwendung von Kraft auf ein Objekt auf einer Achse. Dies könnte bedeuten, dass die Übertragung Ihres Autos dazu führt, dass sich die Reifen drehen, oder dass Ihre eigenen Arme einen Steckschlüssel drehen, um eine Mutter zu lösen.
Muskeldrehmoment definieren
Das Muskeldrehmoment folgt demselben Grundstandard, wird jedoch durch die Physiologie des Körpers kompliziert. Die Grundkraft kommt von einer Gruppe von Muskeln, die gedrängt oder gezogen werden können. Die Achse in der Gleichung ist das Gelenk, das von den Muskeln gesteuert wird. Ein dritter Faktor bei der Berechnung ist die Länge der betroffenen Extremität oder Muskelgruppe, die die Hebelkraft bestimmt, mit der die Kraft aufgebracht wird. Alle diese Faktoren spielen bei der Berechnung des Muskeldrehmoments eine Rolle. Die grundlegende Mathematik wird durch die Tatsache verkompliziert, dass einige Muskeln drücken, während andere ziehen, und dass menschliche Gelenke eher in drei Dimensionen arbeiten als in zwei.
Muskeldrehmoment berechnen
Das Muskeldrehmoment wird durch das Zusammenspiel dieser drei Faktoren berechnet. Die erste ist die tatsächliche Kraft, die von den Muskeln selbst erzeugt wird. Zweitens ist die Länge der Gliedmaßen- oder Muskelgruppe, die die Kraft ausübt, die bestimmt, wie viel Hebelkraft angewendet werden kann. Diese Messung wird in der Physiologie und Biomechanik als "Momentarm" bezeichnet. Der dritte Faktor ist der Winkel, den der Momentarm und das Gelenk zum Zeitpunkt der Kraftanwendung bilden. Muskeldrehmoment ist die Kraft, die von den Muskeln durch einen Momentarm einer gegebenen Länge in einem bestimmten Winkel zum Gelenk aufgebracht wird.
Mathematische Komplikationen
Die tatsächliche Berechnung des Muskeldrehmoments kann erheblich komplizierter sein. Zu Beginn ändert sich der Winkel zum Gelenk sehr oft während der Bewegung, die das Drehmoment erzeugt. Zweitens ist die Rotation des Gelenks möglicherweise nicht flach, sondern dreidimensional, wie wenn ein Werfer einen Baseball wirft. Drittens kann sich die Länge des Momentarms während einiger Bewegungen ändern, da sich die betreffenden Muskeln zusammenziehen. Die notwendige Mathematik zur genauen Berechnung des Muskeldrehmoments liegt außerhalb des Bereichs der durchschnittlichen Person, aber Spezialisten können in der Regel ein genaues Maß in Fuß-Pfund oder Newtonmeter ermitteln.
