سوال ۱۳۱ کنکور ارشد مهندسی مکانیک ۱۴۰۱
با توجه به افزایش سرعت حرکت، نیروهای وارده بر استخوان ران در دو فاز اصلی حرکت شامل تکیه‌دادن (Stance) و نوسان (Swing) به‌ترتیب چگونه تغییر می‌کنند؟
پاسخ صحیح: گزینهٔ C — افزایش - افزایش
تفکیک دو سازوکار بارگذاری
در فاز تکیه‌دادن، استخوان ران نیروی عکس‌العمل زمین را همراه با نیروهای بزرگ عضلانی و مفصلی منتقل می‌کند. راه‌رفتن سریع‌تر معمولاً به نیروهای بیشتر برای حمایت و پیش‌رانی و تغییر سریع‌تر اندازهٔ حرکت نیاز دارد و بارگذاری استخوان ران را افزایش می‌دهد.
در فاز نوسان، نبود تماس با زمین به معنای نبود بار استخوانی نیست: عضلات اندام را شتاب می‌دهند و سرعت آن را کاهش می‌دهند. برای دامنهٔ نوسان مشابه که در زمان کوتاه‌تری طی شود، شتاب زاویه‌ای مشخصه افزایش می‌یابد:
بنابراین نیروهای اینرسی و عضلانی در نوسان نیز افزایش می‌یابند. مقایسهٔ موردنظر افزایش ـ افزایش، گزینهٔ ۳ است؛ این یک روند کلی در راه‌رفتن است، نه ادعای افزایش یکنواخت تمام نیروها در هر لحظه.
- ۱: با وجود افزایش شتاب اندام، بار نوسان را به‌اشتباه کاهش می‌دهد.
- ۲: بار تکیه‌دادن را به‌اشتباه ثابت و بار نوسان را کاهشی می‌داند.
- ۴: با وجود افزایش نیاز به حمایت و پیش‌رانی، بار تکیه‌دادن را کاهش می‌دهد.
تلهٔ رایج: پای در حال نوسان عکس‌العمل زمین ندارد، ولی همچنان تحت بارهای عضلانی، مفصلی و اینرسی است.