اهرم ها
مقدمه
طبق تعريفى که در لغت‌نامه آمده؛ اهرم عبارت است از ميله و يا شيءِ سخت ديگرى که در يک نقطه لولا شده باشد و نيروهائى بر دو نقطهٔ ديگر آن وارد و به‌کار گرفته شود نقطهٔ لولا شده را نقطهٔ اتکاء و نيروئى را که در اثر وزن يا وزنه عمل مى‌کند نيروى مقاوم و نيرويى که در صدد است اهرم را به حرکت درآورد نيروى محرک مى‌نامند.
پاروى قايقراني، نيزهٔ پرش، چوب‌دستى بيسبال، چوب‌دستى اسکى و غيره مثال‌هايى از اهرم‌هاى به‌کار رفته در ورزش‌ها مى‌باشند، ولی مهمترين اهرم‌ها را در تحليل حرکات انسان بايد در استخوان‌بندى و اسکلت بدن او دنبال کرد زيرا هر تأثيرى که بدن نهايتاً روى اهرم‌هاى خارجى بگذارد خود ناشى از اثر عملکرد اهرم‌هاى داخلى او مى‌باشد. در اين مرحله بى‌ربط نيست که گفته شود اهرم‌ها الزاماً نبايد طويل، مستقيم و نازک و مانند ميله باشند. آنها ممکن است به هر شکلى وجود داشته باشند بنابراين عليرغم اشکال نامنظم خود از فک پائين گرفته تا استخوان نيم لگن خاصره بهطور غيرمستقيم و بازو و استخوان‌هاى بازو و ران بهطور آشکار به‌عنوان اهرم در بدن انسان انجام وظيفه مى‌کنند.
توصیف اهرم ها
مشکل به نظر می رسد که شخص، بدن خود را همانند مجموعه ای از اهرم ها تصور کند. این موضوع برای برخی افراد، نه برای همه قابل درک است. حرکات انسان با استفاده ی سازمان یافته ی اهرم ها رخ می دهند. اهرم های آناتومی بدن را نمی توان تغییر داد، ولی وقتی به خوبی شناخته شوند، می توان برای به حداقل رساندن کار عضلانی بدن از آنها استفاده کرد. .
یک اهرم، میله ی محکمی است که حول یک محور چرخش یا تکیه گاه می چرخد. این تکیه گاه نقطه ی چرخشی است که اهرم حول آن حرکت می کند. اهرم در اثر نیرویی که به آن اعمال می شود حول تکیه گاه می چرخد و منجر به حرکت در مقابل مقاومت با وزن می شود. در بدن انسان استخوان ها نقش اهرم را بر عهده دارند. مفاصل تکیه گاه بوده و عضلات با انقباض خود نیرو تولید می کنند. میزان مقاومت از حداقل تا حداکثر می تواند متغیر باشد. در واقع خود استخوان ها یا وزن بخش های بدن نیز می تواند نوعی مقاومت باشند. همه ی اهرم ها هر یک از این سه مؤلفه را دارا هستند.
ترتیب یا محل قرارگیری این سه نقطه نسبت به یکدیگر، نوع اهرم و نوع حرکتی که انجام می دهند را مشخص می کند.
اهرم نوع اول
سه نقطه تکیه گاه، محل اعمال نیرو (معمولا محل اتصال عضله) و محل اعمال مقاومت (معمولا مرکز ثقل اهرم و گاهی یک مقاومت خارجی می باشد که در تشخیص نوع اهرم مهم است.
نمونه های متداول اهرم های نوع اول، دیلم، الاکلنگ و عضله ی سه سر بازو درحرکت اکستنشن آرنج هستند. مثال آن را در بدن در زمان اعمال نیروی عضله ی سه سر روی زانده ی آرنجی زند زیرین (F) در حال باز کردن ساعد بدون حمایت (R) در مفصل آرنج (A) می توان ملاحظه کرد
مثال دیگری از این نوع اهرم ها را هنگامی که گروه های عضلانی موافق و مخالف اطراف هم زمان منقبض می شوند، به طوری که عضله ی موافق نیرو و عضله ی مخالف مقاومت ایجاد کند را می توان مشاهده کرد. اهرم نوع اول (شکل 1-3) برای تولید حرکات متعادل، زمانی که تکیه گاه وسط نیرو و مقاومت قرار دارد (الاکلنگ)، طراحی شده است. زمانی که تکیه گاه به نیرو نزدیک تر شود سرعت اهرم و دامنه ی حرکتی آن (مانند، عضله ی سه سر بازو هنگام باز کردن آرنج) بیشتر خواهد شد و زمانی که تکیه گاه به مقاومت نزدیک تر باشد، اهرم حرکت قوی تری را می تواند انجام دهد (مانند دیلم)
هنگام کاربرد اصول محورها در بدن، مهم است به یاد داشته باشیم، نیرو به محل اتصال عضله به استخوان، وارد می شود نه به شکم عضله. به عنوان مثال، هنگام باز شدن آرنج در حالی که شانه کاملا خم است و بازو کنار گوش قرار دارد، عضله ی سه سر بازو به زانده ی آرنجی استخوان زند زیرین پشت محور (تکیه گاه) مفصل آرنج نیرو وارد می کند. با افزایش نیرو بیش از میزان مقاومت ساعد، آرنج باز می شود. انوع اهرم در یک مفصل و عضله می تواند با توجه به اینکه بخشی از بدن با سطحی مانند دیوار یا زمین تماس داشته باشد، تغییر کند. به عنوان مثال، نشان دادیم عضله ی سه سر بازو هنگام باز کردن آرنج زمانی که دست در فضا آزاد است و از بدن دور می شود، اهرم نوع اول است. با قرار دادن دست روی زمین، مانند حرکت شنای سوئدی که بدن با فشار دست ها از زمین دور می شود، عمل حرکت عضله ی سه سر در مفصل آرنج به اهرم نوع دوم تغییر می یابد. زیرا اکنون تکیه گاه در دست و مقاومت وزن بدن در مفصل آرنج است.
اجرای اهرم نوع اول در بدن
اهرم نوع دوم
هرگاه مقاومت بین تکیه گاه و نیرو باشد اهرم نوع دوم است.
یک اهرم نوع دوم به این جهت طراحی شده است تا با نیروی بیشتری تولید حرکت کند. به طوری که مقاومت بزرگی را می توان با نیروی نسبتا کوچکی حرکت داد. فرغون، دربازکن و فندق شکن نمونه های اهرم های نوع دوم هستند. علاوه بر حرکت عضله ی سه سر در شنای سوندی حرکت باز شدن مچ پا هنگام بلند شدن روی پنجه ی پا، مثال دیگری از اهرم نوع دوم است. در این حرکت سینه ی پا (A) نقش محور چرخش یا تکیه گاه و عضلات باز کننده ی مچ پا روی پاشنه نیرو وارد می کنند (F) تا وزن (مقاومت) بدن را در مفصل درشت نی مچ پا (R) بلند کنند. باز کردن دهان در مقابل یک مقاومت نیز نمونه ای از اهرم نوع دوم است. در بدن نمونه های کمی از اهرم نوع دوم وجود دارند.
اجرای اهرم نوع دوم در بدن
اهرم نوع 3
هرگاه نیرو بین مقاومت و تکیه گاه باشد اهرم نوع سوم ایجاد می شود.
اهرم های نوع سوم که در آن نیرو بین تکیه گاه و مقاومت است، برای تولید حرکات با دامنه ی حرکتی و سرعت بیشتر طراحی شده است. اغلب محورهای بدن از این نوع هستند. عضله ی دوسر بازو نمونه ای از این نوع اهرم است. با توجه به این که مفصل آرنج تکیه گاه و مرکز ثقل آن (ساعد) مقاومت (R) است، این عضله در محل اتصال خود به برجستگی زند زیرین برای چرخش ساعد به بالا، نیرو وارد می کند (F).
عضله ی بازویی قدامی نمونه ی خوبی از اهرم نوع سوم است. این عضله استخوان زند زیرین را درست زیر آرنج می کشد و از آنجایی که این استخوان نمی تواند بچرخد، کشش مستقیم خواهد بود. به عبارت دیگر عضلهی بازویی قدامی، هنگامی که ساعد خم است، موجب چرخش خارجی آن می شود، بنابراین اهرم نوع سوم تنها برای خم کردن به کار می رود.
انقباض عضله ی همسترینگ برای خم کردن ساق پا در مفصل زانو در حالت ایستاده، همچنین عضله ی سوئز خاصره ای برای خم کردن ران در مفصل ران نمونه های دیگری از اهرم نوع سوم هستند. نکاتی درباره ی استفاده از اهرم های آناتومیکی
دستگاه اهرمی آناتومیکی بدن را می توان برای بهره گیری از بهره ی مکانیکی که باعث بهبود حرکات جسمانی ساده و پیچیده می شود، مورد استفاده قرار داد. بعضی افراد بدون آنکه بدانند و از روی عادت، از اهرم های بدن به درستی استفاده می کنند ولی این مسأله در مورد همه صادق نیست.
