→ nothungry:優文 08/30 11:17
推 vofeed:強者，你應是醫工系的學長吧~~~ 08/30 11:20
推 PhySeraph:好強大 08/30 11:50
推 mtdas:給個m吧~ 08/30 12:13
推 psion:著實該得個M 08/31 00:23
推 leo80042:推一個圖文並茂XDD 08/31 09:11
※ 引述《innerself (it's me)》之銘言：
: 我記得以前在國中時
: 有個理化題目是問說
: "W=FS 若手提重物有向上施力卻無位移
: 所以應不作功 為何手還是會累 ?"
: 但是現在卻想不起原因為何
: 煩請解答 謝謝!
如果了解肌肉的生理構造就不難解釋了
原文的推文中的連結其實已經講得蠻清楚了
不過沒圖，我來幫補一下
肌肉中主要的收縮力來自myosin和actin兩種蛋白纖維
____________________ myosin
|||||||||||||||||||| ---------------->cross bridge
-------------------- actin
如上圖，可以看到myosin上有cross bridge可以與actin上的特定位置鍵結
而兩種纖維的排列如下圖:
____ __________________ ______
----|--------- ---------|------
拉 <= ____ | __________________ | ______ =>拉
----|--------- ---------|------
當肌肉放鬆時，cross bridg是放開的，這時肌纖維可以自由錯動
一旦受到拉力，就會伸長
當骨骼肌收縮時，會進行如下的循環
1. cross bridge上的頂端(head)接上一個ATP將之水解(獲得化學能)，發生形變
______________
///////////// cross bridge原本是這樣
水解ATP之後變成這樣(相當於把化學能變成彈性位能)
______________
||||||||||||||
2. 高能的cross bridge接到actin上，並在接上的瞬間發生形變
釋放剛剛儲存的能量，並推動myosin前進一小段距離
_____________
////////////
-------------
3. 新的ATP接到cross bridge的head上，使得cross bridge從actin上脫落
4. 這樣的循環使myosin以步行般的方式在actin上移動，造成肌肉收縮
而當肌肉的loading等於第二步中所能產生的力時，肌肉就會維持固定的長度，而不縮短,
叫做等長收縮(isometric constriction)
這有點像把你用橡皮筋綁在牆上，然後你努力的背向牆往前走，但是你每跨出一步
都被橡皮筋拉回去，於是你一直做功，卻沒有前進
不知道有沒有人覺得生物這樣的設計實在是太耗能，太不經濟了
有沒有比較經濟的方法來提供長時間，不耗能的施力呢？
其實是有的，就是在你的腳上黏強力膠，這樣你雖然沒辦法前進，
也不會被橡皮筋拉回去
在平滑肌中，有一個機制叫做 "Latch" mechanism
因為有些平滑肌需要提供長時間的等長收縮
所以具有特殊的機制，使得cross bridge的循環中斷在step 2的部份，可能是藉由
阻止step 3 中新的ATP的結合，從而使cross bridge一直接在actin上，不會掉下來
這時肌肉就可以提供抵抗伸長的力而不須要耗能，這也是生物體節省能量的方法之一
最後，對非三類組的人，我想舉一個非生物的例子
如果你用馬達吊起一個重物
當物重等於馬達的最大負荷時
物體就不會上升
這時馬達仍然消耗電能
只是全部都轉成熱能了
在這個例子裡，雖然用力的來源和作用機制都和原問題完全不同
但是共同的是，它們都耗能而不作功
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ref: Guyton & Hall , Medical Physiology 11/e
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