力学の応用① 首の筋肉

勉強の応用と動機

突然ですが、
我々は二足歩行動物です。

我々の先祖は四足歩行動物だったと言われています。

重い頭を支えるのは主に「首の後ろ」の筋肉です。猫の首の後ろの組織はつまめるほど発達しています。

さて、ここで「力学」を考えます。

力学で一番大事な式は「運動方程式」です。

力を \( F \) 、加速度を \( a \) とするとき、 \( F=m \times a\) となる式です。
この式は、力学を学ぶ上で、絶対に覚えるべき式です。

この式は、「加速運動では力が発生していると考えよう」という思想を表しています。

この式を、我々の体を使って体験してみます。

止まっている人間が、前に移動します。というか、前に歩いてみてください。体全体に、前向きの加速度が発生しています。足にも、胴体にも、そして頭にも。

…前に移動中、首の、前側を触ってみてください。
筋肉がこわばっています。
頭を前に移動させるために、筋肉が頑張っています。四足歩行動物が前に移動する場合は、首全体の筋肉と骨を使っています。そのため、特に前側(四足歩行動物の場合は下側)の筋肉に負荷が集中することはありません。

しかし、二足歩行では、どうしても首の前側の筋肉に負荷が集中します。実際、我々の首の筋肉はとても発達しています。触ってみると、鎖骨から下顎を繋ぐ大きな筋肉群があります。

「首のこわばり(力)によって首が前に加速している」ことを示しているのが運動方程式です。

ところで、二足歩行になって、首にかかる負担が四足歩行のときと大きく変わりました。このような場所は我々の弱点になります。事故の時、鞭打ちで首が痛くなることが多いのは、その部分の進化が不十分であり、負荷に弱いことが理由の一つです。

首は大変です。

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運動の話から脱線しますが。
四足歩行動物でも、首の長い動物は、首にかかる負担が大きそうです。キリンなど特に。

哺乳類の頸椎は7つと決まっているので、キリンの首の骨は、ひとつひとつが巨大です。そのため、首を動かすをカクカクと折れ曲がるように動きます。それが出来の悪い3Dゲームのキャラクタを見ているような不思議な動きです。その不思議な動きを見ているだけでも、人間とは異なる苦労がありそうだと感じます。

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