기계적 이득

지렛대에서 힘팔(근육이 힘을 내는 지점까지 거리)과 저항팔(저항이 걸리는 지점까지 거리)의 비율로, 얼마나 힘을 절약해 저항을 이길 수 있는지를 나타낸다. 기계적 이득이 1보다 크면 적은 힘으로 큰 저항을 다룰 수 있고, 1보다 작으면 힘에서는 손해를 보는 대신 움직임의 속도와 범위에서 이득을 얻는다. 인체의 관절-근육 구조는 대부분 후자에 가깝다.

물리학에서 지렛대는 받침점·힘점·작용점의 배열에 따라 세 종류로 나뉜다.

• 1종 지렛대 — 받침점이 힘점과 작용점 사이에 있다. 목뒤 관절(고리뒤통수관절)에서 머리를 앞뒤로 끄덕이는 움직임이 대표적으로 설명된다.
• 2종 지렛대 — 저항점이 가운데 있어 기계적 이득이 1보다 크다. 발끝으로 서서 몸을 들어올리는 동작이 예로 들린다.
• 3종 지렛대 — 힘점이 가운데 있어 기계적 이득이 항상 1보다 작다. 팔꿈치를 굽혀 물건을 드는 동작처럼, 인체 근육-관절 구조 대부분이 이 형태에 속한다. 힘에서는 손해를 보지만, 근육이 조금만 수축해도 손끝은 훨씬 크고 빠르게 움직일 수 있다는 이점이 있다.

생체역학 항목은 몸을 힘과 운동의 관점에서 설명하는 언어이며, 움직임을 단순한 모양이 아니라 힘의 관계로 보게 해준다(/). 지렛대, 모멘트팔, 토크는 근육 힘이 관절 회전으로 바뀌는 과정을 설명하는 기본 틀이다. 예를 들어 같은 근력이라도 관절 각도에 따라 모멘트팔 길이가 달라져 실제로 낼 수 있는 회전력(토크)이 달라진다는 점은, 왜 같은 동작도 각도에 따라 힘들게 느껴지는 정도가 다른지를 설명하는 데 쓰인다. 이런 개념은 개인의 상태를 판정하는 기준이 아니라 움직임을 분석하는 도구로 쓰인다.