Проф. Воробьев в своем учебнике об анатомии человека приводит следующие вычисления по данному вопросу.
На рис. № 402 исследовано: «Пусть F1 — две силы, действующих на рычаг АВ системы, помещенной в плоскости рисунка № 402.
Рис. 402.
Силы проэцируются в виде линий FA и F1В. При оси, проходящей через точку О, расстояние данных сил от оси рычага измеряется перпендикулярами ОС и OD. Следовательно, момент силы F будет F.O.C. момент силы F1—FOD. Отсюда вытекает, что в случае действия рычага момент силы есть произведение самой силы на длину прилежащего ей плеча рычага (плечами рычага называются перпендикуляры ОС и OD, опущенные из точки опоры на направление сил F и F1»).
В результате вычислений получается, что действующие на данный рычаг силы обратно пропорционально прилежащи им плечам рычага. В случае состояния равновесия и неравенства плеч рычага— большой силе прилежит малое плечо рычага и обратно, большому плечу — соответственно малая сила. Например: в процессе проделывания приема «рычаг вверх на ладони», рука представляет рычаг АВ, где точка О (точка опоры) находится как раз в локтевом суставе, куда поставлена ладонь руки делающего прием, сила F находится у плеча обороняющегося (вес тела), а сила F1 приложена нападающим к кисти обороняющегося. Поэтому образованные плечи рычага АО и ОВ будут до тех пор в равновесии, а значит и не будут причинять боль в локтевом суставе, пока сила F будет равна силе F1. Как только нападающий в точке приложения сил В увеличит силу, равновесие плечей рычагов нарушится, обороняющийся получает сильную боль в суставе. Количество силы в приложении ее к точке В будет меньше, чем в точке А (вес тела), разница длины плеч рычагов АО и ОВ и сохраняет равновесие.
Величина одной и той же силы (напряжение) меняется не только в связи с длиной плеча ее рычага, но и в зависимости от угла приложения силы (напряжения) к данному рычагу. При этом могут быть три различных случая.
1) Сила образует прямой угол со своими плечами рычага, где она действует с большим напряжением, так как плечо рычага оказывается наиболее длинным. Например, в приеме «рычаг вверх на ладони».
Рис. 403.
2) Сила образует острый угол со своим плечом рычага. Так, если сила F (рис. 403) действует на рычаг АОВ, то при действии ее в перпендикулярном к рычагу направлении плечо ее рычага было бы АО, но АО > О,с, так как АО наклонна к А, в то время как ОС (плечо рычага силы F) перпендикулярно к ней. Поэтому известная часть силы, потребная на отталкивание неподвижной точки, теряется для движения точки А. Это становится очевидным, если силу F разложить на две силы: АЕ и АД, действующие на точку А по указаниям стрелкой направлениям. AD — количество силы, идущее на отталкивание неподвижной точки (из книги «Краткий учебник анатомии человека» проф. Воробьева).