第46回 理学療法士国家試験 午後 第69問

図は肘関節90°屈曲位で前腕を水平に保ち、手に鉄球を持った状態です。肘関節の回転軸から筋の作用線まで0.05 m、前腕重心（20 N）まで0.20 m、鉄球（50 N）まで0.40 mが示されています。

まず肘関節まわりのモーメントのつり合いから筋力Fを求めます。
F × 0.05 ＝ 20 × 0.20 ＋ 50 × 0.40 ＝ 4 ＋ 20 ＝ 24 N·m
F ＝ 24 ÷ 0.05 ＝ 480 N

次に鉛直方向の力のつり合いから関節反力Rを求めます。上向きの筋力480 Nに対し、下向きの外力は20＋50＝70 Nです。
R ＝ 480 − 70 ＝ 410 N

【各選択肢の解説】

【試験対策ポイント】

• 手順は必ず①モーメントのつり合いで筋力を求める→②力のつり合いで関節反力を求めるの2段階。順番を逆にすると解けません。
• モーメント＝力×モーメントアーム（回転軸からの垂直距離）。角度が与えられている場合は力の垂直成分を使います。
• 肘は第3のてこ（力点が支点と作用点の間）なので、モーメントアームの短い筋は外力よりはるかに大きな力を出す必要があります。本問でも外力70 Nに対し筋力480 N＝約7倍で、関節への負担が大きい理由がここにあります。
• 「筋力の値」が選択肢にそのまま混ざるのは定番の引っかけです。関節反力＝筋力−外力（向きに注意）まで計算しきりましょう。