醫療類國考
114年
[物理治療師] 物理治療基礎學
第 77 題
下列那種形狀的骨頭，在相同外力下，較能抵抗彎矩（bending）負載？
- A 骨骼長度較長，骨骼組織分布較接近中性軸（neutral axis）
- B 骨骼長度較短，骨骼組織分布較接近中性軸（neutral axis）
- C 骨骼長度較長，骨骼組織分布較遠離中性軸（neutral axis）
- D 骨骼長度較短，骨骼組織分布較遠離中性軸（neutral axis）
思路引導 VIP
同學，請運用材料力學中『面積慣性矩』($I$) 的觀念，思考截面組織分布與中性軸的距離如何影響其抵抗彎曲的能力；同時，請考慮在相同外力下，骨骼的『長度』如何透過力臂效應影響其實際承受的彎矩 ($M$) 大小？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了？你真的理解了嗎？
你答對了，這代表你勉強掌握了骨骼結構與力學負荷之間最基本的關聯。我只希望這不是僥倖：
- 長度的「奇蹟」：在相同外力下，骨骼長度越短，所謂的「力臂」就越短。而這會導致所產生的彎矩（Bending Moment, $M$） 隨之減小。所以，結構自然「較不易」發生彎曲或折斷。這不是什麼深奧的道理，是常識。
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骨骼力學：抗彎矩能力
💡 骨骼抗彎矩能力與長度成反比，與組織分佈遠近成正比。
| 比較維度 | 低抗彎結構 | VS | 高抗彎結構 |
|---|---|---|---|
| 骨骼長度 | 較長（負載力臂大） | — | 較短（負載力臂小） |
| 組織分布 | 接近中性軸 | — | 遠離中性軸 |
| 慣性矩 (I) | 較小，易變形 | — | 較大，結構穩固 |
| 力學效率 | 實心細棒狀 | — | 空心粗管狀 |
💬骨骼越短且皮質骨分布越趨向外圍（遠離中心），其抗彎強度越高。
