肱骨为AB,前臂为BC。肱骨与前臂可看作铰接,A点由于前俯卧跌扑,上肢撑地以护躯干颜面;为维持支撑状态,肱骨上段连于躯干的胸大肌、背阔肌等诸肌收缩,以对抗地面的冲击力作用,其瞬间可近似地看成固定端。当人体受到某种暴力向前跌扑时,地面对手撑的冲击力为F,为了能简便地分析问题,这里忽略了摩擦力的影响。设α≤20°(伸直型),(见图5)。

图5 前俯跌扑上肢撑地力学模型图
Fig 5 Mechanics model diagram of falling to the ground with the upper limbs propping up one's body
4 前臂BC的受力分析
当人体受某种暴力向前跌扑时,为维持伸肘支撑,以肱三头肌为主的伸肘肌群收缩,支承上身重量,该力作用于尺骨鹰嘴D点,以FD表示(见图6),其方向可以近似认为平行于肱骨AB。前臂与肱骨关节接触,可视为铰接,作用力为RBX、RBY。设b为前臂长度,即CB距离;a为肘关节到尺骨鹰嘴的距离,即BD距离,且
=10。以前臂BC为研究对象:
∑MB=0
Fasin2α=FC b sinα
因此
由∑FY=0
得:RBY=FD+FC cosα=FC(5/cos2α+1)cosα
由∑FX=0
得:RBY=FC sinα

图6 前臂受力图