שרירים ומנופים.

שלב 1 מתוך 6

שרירים רק מושכים

שריר יודע לעשות דבר אחד: להתקצר, ולמשוך את מה שקשור לקצוות שלו. השרירים קשורים לעצמות בגידים, וכל אחד מהם חוצה מפרק. כדי להחזיר מפרק למקומו צריך שריר שני בצד השני, ולכן שרירים עובדים בזוגות מנוגדים. במרפק, השריר הדו־ראשי (הביצפס), בחזית הזרוע, מכופף אותו, והשריר התלת־ראשי (הטרייצפס), מאחור, מיישר אותו. השריר שעובד זוהר.

שלב 2 מתוך 6

מנוף שמפסיד

האמה היא מנוף, והמרפק הוא נקודת המשען שלו. מה שמסובב מנוף הוא מומנט הכוח: הכוח כפול המרחק שלו מנקודת המשען. כשהאמה לא זזה, המומנטים משני צידי המרפק מתאזנים:

$F_{\text{muscle}} \times d_{\text{muscle}} = F_{\text{load}} \times d_{\text{load}}$$F_{\text{muscle}} \times d_{\text{muscle}} =$$F_{\text{load}} \times d_{\text{load}}$⁠

כשזווית המרפק ישרה, המשקולת תלויה 33 cm מהמרפק, והגיד של השריר הדו־ראשי מתחבר לעצם רק 4.53 cm ממנו. גם האמה עצמה, כ־1.6 kg, שוקלת: היא מוסיפה מומנט של 2.35 N·m.

שלב 3 מתוך 6

למה כל כך קרוב?

כל מנוף מחליף כוח בתנועה. ביצפס שמושך פי שמונה מהמשקל נשמע כמו תכנון גרוע; חשבו מה מרוויחים בתמורה.

שלב 4 מתוך 6

הגבול

שריר יכול למשוך עד כוח מסוים, והתרשים מראה אותו בקו הכחול; הקו בצבע ענבר הוא המשיכה שהעומס דורש. כשהם מתקרבים, כמעט כל סיב בשריר מושך, והזרוע מתחילה לרעוד.

שלב 5 מתוך 6

חוטים מחליקים

התקרבות לתוך השריר עומדת על חוטי חלבון: סרקומר אחד, היחידה החוזרת של סיב השריר, מדסקית Z אחת לבאה. חוטים דקים של אקטין מעוגנים בדסקיות, וחוטים עבים של מיוזין יושבים באמצע. ראשי המיוזין נאחזים באקטין, מתנדנדים וגוררים אותו לכיוון האמצע, ומשתחררים; כל מחזור צורך מולקולה אחת של ATP. גררו את זווית המרפק מ־45° עד 160°, כמעט ישר, ועקבו אחרי אורך החוטים.

שלב 6 מתוך 6

הכי חזק באמצע

כמה חזק שריר יכול למשוך תלוי בכמה החוטים שלו חופפים: רק ראש מיוזין שמגיע לאקטין יכול למשוך. עומס נעול על 16 kg, והביצפס מחזיק אותו בקושי כשהמרפק בזווית ישרה, 90°.