Giải thích cơ chế của nguyên tắc đòn bẩy trong hệ vận động ở người. Lấy ví dụ về một hoạt động hàng ngày và phân tích cách nguyên tắc này hoạt động để giúp chúng ta thực hiện hành động đó.

Trong hệ vận động của con người, xương–khớp–cơ hợp thành một hệ thống đòn bẩy (cần đòn) rất tinh vi, giúp khuếch đại lực, tốc độ hoặc biên độ chuyển động tùy theo nhu cầu. Về cơ bản, mỗi “cần đòn” gồm ba thành phần: 1. Mỏ neo (điểm tựa, fulcrum): khớp xương (ví dụ khớp khuỷu, khớp gối, khớp cổ chân…) 2. Lực tác dụng (effort): lực do cơ sinh ra khi co rút. 3. Trọng tải (load): vật cản mà cơ–xương phải nâng hoặc di chuyển (phần chi, vật bên ngoài mang theo…). Tùy vị trí tương đối của ba thành tố này mà chúng ta có ba loại đòn bẩy: - Đòn bẩy loại I (fulcrum ở giữa): ví dụ khớp cổ khi ngửa đầu, lực do cơ ức-đòn-chũm ở phía sau, tải trọng đầu ở trước. - Đòn bẩy loại II (load ở giữa): ví dụ đứng nhón gót (đi lên mũi bàn chân): khớp cổ chân là fulcrum, tải trọng cơ thể dồn tại mu chân, lực nâng do gân gót (của cơ Tam đầu cẳng chân). Đòn bẩy này có ưu thế cơ học > 1, nghĩa là ta dùng lực bắp chân tương đối nhỏ vẫn nâng được cả cơ thể. - Đòn bẩy loại III (effort ở giữa): phổ biến nhất trong chi trên: ví dụ gập duỗi cẳng tay. Khớp khuỷu là fulcrum, lực cơ bắp tay trước (cơ nhị đầu cánh tay) bám gần khớp (giữa fulcrum và tải trọng), tải trọng là cẳng tay + vật nắm ở tay. Loại này có ưu thế cơ học < 1 nhưng đổi lại có biên độ và tốc độ chuyển động lớn. Ví dụ phân tích hoạt động hàng ngày “gập cánh tay để cầm ly nước” (đòn bẩy loại III): 1. Fulcrum (điểm tựa): khớp khuỷu 2. Effort (lực cơ): cơ nhị đầu cánh tay bám trên trụ cánh tay, kéo gân bả vai về phía dưới mỗi khi co 3. Load (tải trọng): trọng lượng cẳng tay + trọng lượng ly nước Cơ chế hoạt động: - Khi cơ nhị đầu co, nó rút xương quay (xương trụ) lên về phía hướng thân, đưa mu bàn tay cầm ly lên gần miệng. - Vì lực cơ tác dụng gần fulcrum hơn tải trọng (cánh tay + ly), ta cần sinh ra lực lớn hơn tải, nhưng đổi lại cánh tay sẽ di chuyển nhanh và quãng đường đi được lớn, giúp động tác gọn, linh hoạt. Tóm lại, nhờ nguyên tắc đòn bẩy: - Chúng ta có thể thay đổi điểm bám cơ (effort) để tối ưu “công suất” (lực × vận tốc) cho từng yêu cầu. - Đòn bẩy loại III tuy tốn lực hơn loại II, nhưng đem lại tốc độ và biên độ vận động lớn, rất phù hợp với các thao tác khéo léo hàng ngày như cầm nắm, ăn uống, cởi mở cánh tay…