1. Phân tích các thành phần đòn bẩy trong cơ thể
- Trong động tác nâng tạ bằng tay, đòn bẩy được cấu tạo từ các thành phần sau:
+ Điểm tựa (O): Chính là khớp khuỷu tay. Đây là điểm cố định mà xương cánh tay và xương trụ/xương quay xoay quanh.
+ Điểm tác dụng của lực (P): Là vị trí điểm bám của cơ nhị đầu (cơ bắp tay trước) vào xương quay. Khi cơ co, nó tạo ra lực kéo hướng lên trên.
+ Điểm tác dụng của trọng lực (F): Là vị trí lòng bàn tay đang cầm quả tạ. Trọng lượng của quả tạ và cánh tay tạo ra lực hướng xuống dưới.
2. Nguyên lý hoạt động của đòn bẩy khi nâng tạ
- Động tác này thuộc loại đòn bẩy loại 3 (điểm lực nằm giữa điểm tựa và vật nặng).
+ Đặc điểm: Khoảng cách từ điểm tựa đến điểm bám của cơ (cánh tay đòn của lực) nhỏ hơn khoảng cách từ điểm tựa đến quả tạ (cánh tay đòn của vật).
+ Tác dụng: * Về lực: Ta bị "thiệt" về lực (tức là lực cơ phải bỏ ra lớn hơn nhiều so với trọng lượng của quả tạ).
+ Về đường đi và tốc độ: Ta được "lợi" về đường đi. Chỉ cần cơ bắp co lại một đoạn ngắn, quả tạ ở bàn tay đã di chuyển được một quãng đường dài và nhanh hơn. Điều này giúp các cử động của con người trở nên linh hoạt và khéo léo.
3. Nguyên lý co và dãn của cơ
- Sự vận động của cánh tay là kết quả của sự phối hợp đối kháng giữa hai nhóm cơ:
- Khi nâng tạ (Cánh tay gập):
+ Cơ nhị đầu (cơ gập): Co lại. Khi co, bắp cơ ngắn lại và phình to ra, kéo xương quay lên phía trên điểm tựa (khớp khuỷu).
+ Cơ tam đầu (cơ duỗi - mặt sau tay): Dãn ra để hỗ trợ cho động tác gập tay được trơn tru.
- Khi hạ tạ (Cánh tay duỗi):
+ Cơ tam đầu: Co lại để kéo xương trụ xuống.
+ Cơ nhị đầu: Dãn ra.
4. Ý nghĩa sinh học
- Cơ năng được giải phóng từ quá trình oxy hóa chất dinh dưỡng trong tế bào cơ chuyển hóa thành lực kéo. Sự sắp xếp đòn bẩy này trong cơ thể giúp con người có thể thực hiện những động tác biên độ lớn với tốc độ nhanh, phù hợp với các hoạt động sinh hoạt và lao động hàng ngày.
- Tóm lại: Khớp là điểm tựa, xương là đòn bẩy, và cơ co tạo ra năng lượng để vận hành hệ thống đó.

$\color{blue}{\text{1. Nguyên lý đòn bẩy trong hoạt động nâng tạ}}$
$\color{blue}{\text{Đòn bẩy là một thanh cứng có thể quay quanh một điểm tựa. Khi nâng tạ bằng cánh tay, hệ thống này bao gồm ba thành phần chính:}}$

$\color{blue}{\textbf{Điểm tựa (O):}\text{ Là khớp khuỷu tay, nơi xương cánh tay và xương trụ/xương quay tiếp xúc nhau.}}$
$\color{blue}{\textbf{Lực tác dụng (F1):}\text{ Là lực kéo của cơ bắp (chủ yếu là cơ nhị đầu hay còn gọi là cơ đầu tay) tạo ra khi co lại. Điểm bám của gân cơ vào xương chính là điểm đặt của lực này.}}$
$\color{blue}{\textbf{Trọng lượng của vật (F2):}\text{ Là trọng lượng của quả tạ đặt trong lòng bàn tay (lực cản).}}$
$\color{blue}{\text{Hệ thống này thuộc loại đòn bẩy có lực ở giữa (điểm tựa - lực kéo - vật nặng). Tác dụng của loại đòn bẩy này là giúp chúng ta cử động cánh tay một cách linh hoạt và nhanh chóng, dù lực cơ phải sinh ra lớn hơn trọng lượng vật.}}$

$\color{blue}{\text{2. Sự co và dãn của cơ khi nâng tạ}}$
$\color{blue}{\text{Để thực hiện động tác nâng và hạ tạ, cần có sự phối hợp nhịp nhàng giữa hai nhóm cơ đối kháng:}}$

$\color{blue}{\text{Khi nâng tạ (gập tay):}}$
$\color{blue}{\textbf{Cơ nhị đầu (cơ đầu tay - mặt trước):}\text{ Co lại. Khi co, bắp cơ ngắn lại, phình to ra, kéo xương quay lên phía trên, làm cánh tay gập vào khuỷu tay.}}$
$\color{blue}{\textbf{Cơ tam đầu (cơ ba đầu - mặt sau):}\text{ Dãn ra để hỗ trợ cho động tác gập tay được thuận lợi.}}$
$\color{blue}{\text{Khi hạ tạ (duỗi tay):}}$
$\color{blue}{\textbf{Cơ tam đầu (mặt sau):}\text{ Co lại để kéo xương cánh tay duỗi thẳng ra.}}$
$\color{blue}{\textbf{Cơ nhị đầu (mặt trước):}\text{ Dãn ra.}}$

$\color{blue}{\text{3. Tác dụng của sự phối hợp này}}$
$\color{blue}{\textbf{Chuyển đổi lực thành chuyển động:}\text{ Sự co cơ tạo ra lực kéo, thông qua hệ thống đòn bẩy (xương) làm dịch chuyển quả tạ.}}$
$\color{blue}{\textbf{Đảm bảo tính linh hoạt:}\text{ Nhờ các khớp (điểm tựa) và cơ đối kháng, cơ thể có thể thực hiện những động tác chính xác, nhịp nhàng.}}$
$\color{blue}{\textbf{Hiệu quả cơ học:}\text{ Mặc dù đòn bẩy này "thiệt về lực" (phải dùng lực cơ lớn hơn trọng lượng tạ), nhưng lại "lợi về quãng đường và tốc độ", giúp bàn tay có thể di chuyển một quãng đường dài một cách nhanh chóng.}}$