Geometriaa: Älä nosta selällä

"Nosta jaloilla, älä selällä", kuulee sanottavan. Onkohan sanonnassa perää? Tarkastellaan kuvassa näkyvää tilannetta.[br]
Tämä on kuuluisa selällä nostamisen asento, jota ei jostakin syystä suositella. Aina ei valinnanvaraa tosin välttämättä ole, esimerkkinä vaikkapa päiväkodin työntekijä nostamassa vauvaa pinnasängystä. Tarkastellaan alla annettua diagrammimaista kuvaa. Huomaathan, että kuva on interaktiivinen; voimavektorit ovat ehkä selkeämmin nähtävillä ilman piirrettyä kuvaa, toisaalta piirretty kuva auttaa hahmottamaan, mistä on kyse. Voit muuttaa piirretyn kuvan näkyvyyttä kuvassa näkyvällä toiminnolla (valintaboksi).[br][br]Etäisyys CF on 58 senttimetriä. Etäisyys CD on 3 senttimetriä.[br]
RATKAISU:[br][br]Vääntömomentti voidaan määritellä "voima kertaa vipuvarsi". Kuulan massa on 20 kg, joten sen paino on [math]\Large 20 kg \cdot 9.81 \frac{m}{s^2} = 196.2 N [/math].[br][br]Vääntömomentti myötäpäivään on siis [math]\Large 196.2 N \cdot 0.58 m = 113.8 Nm [/math].[br][br][br]Vääntömomentti vastapäivään täytyy olla yhtä suuri kuin vääntömomentti myötäpäivään. Kutsutaan selkälihasten tuottamaa voimaa (kuvassa vasemmalle osoittava punainen nuoli) symbolilla X. Saadaan[br][br][math]\Large[br]113.8 = 0.03 \cdot X[br][/math][br][br][math]\Large[br]X = \frac{113.8 Nm}{ 0.03 m } = 3793.3 N[br][/math][br][br]Tämä voima on yhtä suuri kuin 386 kilon paino! Selkärangan nikamia puristaa siis yhteen yhtä suuri voima, kuin jos ihminen seisoisi pystyssä selkä suorana, ja hän kannattelisi päänsä päällä 386 kilon painoista kappaletta. Ei ihme, että selkärangan välilevyt voivat vaurioitua tällä tavalla nostettaessa.

Information: Geometriaa: Älä nosta selällä