개념 한 쪽
작업 중 신체가 소비하는 에너지와 근육의 특성은 작업 설계와 인간공학 평가의 핵심 변수로, 동작 속도·자세·하중 전달 방식에 따라 에너지 소비량이 달라진다. 근력은 단일 최대노력의 힘이고 지구력은 그 힘을 일정 시간 유지하는 능력으로 구분한다.
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출제기준 단원 「신체활동의 부하측정」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 근력·지구력 정의 판별 | 1 | 최대힘과 지속능력의 개념을 구분하여 용어를 고르게 함 |
| 속도와 에너지 소비 관계 판정 | 1 | 동작 속도 변화에 따른 에너지 소비의 증감 여부를 판단하게 함 |
| 짐 운반 방법별 에너지 비교 | 1 | 운반 방법에 따른 산소소비량이 가장 큰 방법을 가리게 함 |
근력은 근육이 수의적 수축으로 발휘할 수 있는 최대의 힘을 의미한다. 보통 한 번의 최대 노력에서 발휘되는 능력을 가리키므로 여러 번의 반복 노력을 뜻하지 않는다. 근력과 지구력은 성격이 다르므로 문제에서는 '최대'와 '지속'이라는 핵심어로 구분해야 한다.
지구력은 특정한 힘을 일정 시간 동안 유지하거나 반복적으로 수행할 수 있는 능력을 의미한다. 작업 환경에서 장시간 동일한 힘을 발휘해야 하는 과제에서는 지구력이 중요한 평가 기준이 된다. 따라서 '유지' 혹은 '시간' 관련 문항에서는 지구력을 선택해야 한다.
신체활동의 에너지 소비는 동작 속도와 밀접한 관계가 있고, 속도가 증가하면 관성·가속도 및 마찰 저항 등이 커져 총 에너지 소비량은 증가하는 경향을 보인다. 작업 효율이 높을수록 같은 일을 적은 에너지로 수행하므로 에너지 소비와 효율은 반비례 관계를 가진다. 또한 개인차와 수행 방법에 따라 동일 작업의 에너지 소비는 달라진다.
짐을 나르는 방법에 따라 에너지 소비가 달라지는데, 체중을 몸통 중심에 가까이 전달하면 에너지 소비가 적고, 몸의 중심에서 멀어지면 중력 모멘트가 커져 에너지 소비가 증가한다. 따라서 배낭·머리 운반 등은 효율적이고, 양손 들기는 무게 중심이 멀어 에너지 소비가 가장 크다.
동작의 형태와 근수축의 분류도 이해해야 한다. 등척성은 길이 변화 없이 힘을 발휘하는 상태이고, 등속성은 일정한 속도로 움직이면서 힘을 발휘하는 상태로 구분된다. 이러한 근수축 분류는 근력 평가의 문항에서 출제 포인트가 된다.
문제 유형 예시는 다음과 같다. - 근력·지구력 구분 문제: '특정한 힘을 일정 시간 유지할 수 있는 능력'이라는 표현이 보이면 지구력을 정답으로 선택한다. - 에너지 소비 판단 문제: '동작 속도가 증가하면 에너지 소비가 감소한다'는 보기가 있으면 관성·가속도 영향으로 오답 처리한다. - 짐 운반 방법 비교 문제: 양손 들기, 배낭, 머리 운반 중에서 '에너지 소비가 가장 큰 방법'을 물으면 양손 들기를 고른다.
신체활동의 에너지 소비량에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 신체활동의 에너지 소비량에 대해 옳지 않은 설명을 고르는 문제이다. 신체적 동작 속도가 증가하면 가속도와 저항이 커져 에너지 소비량은 오히려 증가하므로, 감소한다는 4번은 옳지 않다.
동작 속도가 증가하면 가속도 및 마찰 저항이 커져 에너지 소비량은 오히려 증가하므로, 감소한다는 설명은 명백히 틀렸다.
근육을 사용하여 작업 활동을 할 때 소비되는 열량을 고려하여 효율을 거론할 수 있다. 다음 에너지 효율에 대한설명으로 가장 올바른 것은?
정답 ④ · 문항은 근육을 쓰는 작업에서 에너지 효율과 작업 속도와의 관계를 묻고 있다. 인간의 작업 효율은 속도에 따라 단조롭게 증가하거나 감소하지 않고 특정한 적정 속도에서 최대가 되는 경향이 있어 과도하게 느리거나 빠르면 효율이 떨어진다.
작업 효율은 속도가 느리거나 빠를수록 떨어지며, 개인별 적정 속도가 존재한다.
짐을 나르는 방법에 따른 에너지(산소소비량)가 가장 높은 것은?
정답 ③ · 인간공학 연구에 따르면 양손으로 물건을 들고 나를 때 팔의 근육이 물건의 무게를 직접 지탱해야 하므로 상체와 팔 근육의 부담이 극대화됩니다. 반면 머리에 이거나 배낭, 등과 가슴 등을 이용할 경우 척추와 하지로 무게가 전달되어 에너지(산소소비량)를 효율적으로 절감할 수 있어 양손이 가장 높습니다.
양손 들기는 상체 근육이 직접 지탱하므로 척추 전달 방식보다 산소소비량이 가장 높습니다.
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