てこの原理：その種類と人体への具体的な作用例

第1のてこの特徴は、支点が力点と荷重点の間に位置することにあります。この配置により、「安定性」が高まります。たとえば、はさみやシーソーはこの原理を活用しており、均等な力の配分によって安定した操作が可能になります。人体においても、この原理は重要です。例えば、頸部の前後屈運動や片足立位時の骨盤の動きは、第1のてこの原理に基づいています。これらの動作では、筋肉の付着部（力点）、関節（支点）、および重心（荷重点）が組み合わさることで、体のバランスを保ちながら効率的に力を発揮しています。

人体での作用例

第２のてこ

第2のてこの特徴は、支点と力点の間に荷重点が位置することであり、この配置は「力の有利性」をもたらします。例えば、一輪車の手押し車や大きな岩を動かす際の棒のような道具では、この原理が効率的な力の応用を可能にします。しかし、人体におけるこの種のてこの例は比較的少ないです。代表的な例としては、下顎骨の開口運動やつま先立ち時の足の状態などが挙げられます。これらの動作では、力点と支点の間に荷重点が来ることで、より少ない力で大きな動作を行うことが可能になります。

(1) 下顎骨の開口運動

第３のてこ

第3のてこの特徴は、力点が支点と荷重点の間に位置することにあります。この配置は「運動の速さ」に有利な効果を生み出す一方で、「力の大きさ」に関しては不利となります (詳しくは「てこの力学的有意性」を参照して下さい)。。この原理は、人体の様々な動作において観察されます。例えば、上腕二頭筋の肘屈曲や三角筋による肩の外転運動などがこれに該当します。これらの動作では、筋肉の短い収縮で大きな運動範囲を実現することができますが、それは同時に大きな力を発揮することが困難となることを意味します。力点が支点と荷重点の間にあるてこです。

(1) 上腕二頭筋の肘屈曲

[支点]　　肘関節