# 무릎 손상에서 회복한 배구 선수가 통증 없이 등척성 무릎 폄 검사를 받았다. 의료진은 최대 검사 수행을 허용했다. 두 회기 모두 같은 무릎 각도와 고정 조건을 사용했으며, 센서에 가해지는 힘은 정강뼈에 수직이었다. 자료에 제시된 거리는 무릎 회전축부터 센서 중심까지이다. 추가 검사·관찰 기록: 센서 힘: 첫 검사 150N, 재검사 200N. 회전축에서 거리: 첫 검사 40cm, 재검사 30cm. 힘과 정강뼈 사이 각도: 첫 검사 90도, 재검사 90도 센서의 힘과 모멘트팔로 계산한 외부 모멘트를 비교한 해석으로 옳은 것은? MyMerci 자체 제작 (라이선스 없음)

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> language: ko  
> subject: 실기시험

## 문제

무릎 손상에서 회복한 배구 선수가 통증 없이 등척성 무릎 폄 검사를 받았다. 의료진은 최대 검사 수행을 허용했다. 두 회기 모두 같은 무릎 각도와 고정 조건을 사용했으며, 센서에 가해지는 힘은 정강뼈에 수직이었다. 자료에 제시된 거리는 무릎 회전축부터 센서 중심까지이다.
추가 검사·관찰 기록: 센서 힘: 첫 검사 150N, 재검사 200N. 회전축에서 거리: 첫 검사 40cm, 재검사 30cm. 힘과 정강뼈 사이 각도: 첫 검사 90도, 재검사 90도
센서의 힘과 모멘트팔로 계산한 외부 모멘트를 비교한 해석으로 옳은 것은?

![실기시험 · PT4P-R3-Q064;힘의 크기와 모멘트팔을 함께 계산한다. (교육용 도판)](https://mymerci.kr/data/asset/image/1346.webp)

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## 보기

1. 재검사 힘이 더 크므로 외부 모멘트도 반드시 증가했다.
2. 첫 검사는 600N·m, 재검사는 600N·m로 계산상 같다.
3. 첫 검사는 60N·m, 재검사는 60N·m로 계산상 같다. **✔ 정답**
4. 재검사에서 거리가 줄었으므로 외부 모멘트는 0이 된다.
5. 힘을 거리로 나누면 첫 검사보다 재검사의 모멘트가 작다.

**정답: 3**

## 해설

힘이 모멘트팔에 수직일 때 외부 모멘트는 힘×거리이다. 첫 검사는 150×0.40=60N·m, 재검사는 200×0.30=60N·m이다. 힘 수치만 보고 근력이 향상되었다고 단정할 수 없으며 실제 반복 평가에서는 센서 위치도 표준화한다.

## 심화 해설

무릎 폄 검사에서 외부 모멘트(external moment)는 센서에 가해지는 힘(force)과 회전축에서 센서 중심까지의 수직 거리, 즉 모멘트팔(moment arm)의 곱으로 계산한다. 문제에서 힘과 정강뼈 사이 각도가 두 검사 모두 90도이므로, 정강뼈에 수직인 힘 성분이 그대로 모멘트 계산에 사용된다. 외부 모멘트 공식은 모멘트(N·m) = 힘(N) × 모멘트팔(m)이며, 단위를 m로 환산해야 한다.

첫 검사는 힘 150N에 모멘트팔 40cm(0.4m)이므로 외부 모멘트는 150 × 0.4 = 60N·m이다. 재검사는 힘 200N에 모멘트팔 30cm(0.3m)이므로 200 × 0.3 = 60N·m로 계산된다. 따라서 두 검사의 외부 모멘트는 60N·m로 같다.

혼동 주의! 힘의 크기만으로 모멘트의 증감을 판단하면 안 된다. 재검사에서 힘은 150N에서 200N으로 증가했지만, 모멘트팔이 40cm에서 30cm로 줄어들어 두 효과가 상쇄되었다. 모멘트는 힘과 모멘트팔의 곱으로 결정되므로, 어느 한쪽만 보고 판단하면 오류가 생긴다.

핵심! 등척성 근력 검사에서 센서 위치나 고정 조건이 달라지면 같은 힘이라도 모멘트팔이 변하여 외부 모멘트가 달라진다. 무릎 폄 토크는 넙다리네갈래근(quadriceps femoris)이 생성하는 내적 모멘트와 평형을 이루므로, 검사 간 비교를 위해서는 힘뿐 아니라 모멘트팔을 포함한 토크로 표준화해야 한다. 특히 무릎 각도에 따라 넙다리네갈래근의 모멘트팔과 근육 길이-장력 관계가 변하므로, 동일 각도와 고정 조건을 유지하는 것이 재검사 신뢰도에 중요하다.

## 임상 시나리오

무릎 폄 등척성 검사에서 외부 모멘트 해석힘과 모멘트팔의 곱으로 토크를 표준화하라
외부 모멘트는 힘(N) × 모멘트팔(m)로 계산한다. 첫 검사는 150N × 0.4m = 60N·m, 재검사는 200N × 0.3m = 60N·m로 두 회기 모두 동일하다.

힘이 증가해도 모멘트팔이 줄면 외부 모멘트는 변하지 않을 수 있다. 검사 간 비교 시 힘 단독이 아닌 토크로 해석해야 한다.

주의센서 위치나 고정 조건이 달라지면 같은 힘이라도 모멘트팔이 변한다. 재검사 신뢰도를 위해 무릎 각도와 센서 거리를 동일하게 유지하고, 단위를 m로 환산해야 한다.

## 핵심 개념

- **외부 모멘트** — 회전축에서 일정 거리 떨어진 곳에 가해지는 힘이 만드는 회전 효과로, 힘(N)과 모멘트팔(m)의 곱으로 계산한다.
- **모멘트팔** — 회전축에서 힘의 작용선까지의 수직 거리로, 본 문제에서는 무릎 회전축부터 센서 중심까지의 거리이다.
- **등척성 수축** — 근육 길이가 변하지 않고 힘을 생성하는 수축으로, 관절 각도를 고정한 상태에서 최대 힘을 측정하는 검사에 사용된다.
- **넙다리네갈래근** — 무릎 폄의 주동근으로, 무릎 폄 검사 시 내적 모멘트를 생성하여 외부 모멘트와 평형을 이룬다.
- **토크 표준화** — 검사 간 비교를 위해 힘뿐 아니라 모멘트팔을 포함한 토크(N·m)로 값을 통일하는 과정이다.

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