Если включить мышечную силу в диаграмму свободного тела, вначале нужно определить, какая группа мышц (например, сгибатели или разгибатели) создаёт усилие, и затем начертить вектор силы в направлении, противоположном направлению силы реакции сустава
Внутрибрюшное давление
Поскольку в брюшной полости много жидкости и волокнистых веществ, ее можно рассматривать как несжимаемый элемент, который способен передавать усилия от мышц, охватывающих полость, на поддерживающие структуры торса. Мышцы, окружающие брюшную полость, включают в себя брюшные мышцы спереди (ректус абдоминус, наружную и внутреннюю изогнутые и трансверсус абдоминио), диафрагму сверху и мышцы тазового дна снизу.
Экспериментальное регулирование давления в брюшной полости называется процедурой Валсалва. Внутрибрюшное давление (Fi), измеряемое в паскалях (1 Па = 1 Н*м^2), может быть увеличено путем закрывания надгортанника и активизации различных мышц торса и брюшной полости (Cresswell, Grundstrom, Thorstensson, 1992). При активации мышц торса, кроме внутрибрюшного, возрастает и внутригрудное давление. Во время поднятия тяжестей и прыжков внутригрудное и внутрибрюшное давление имеют тенденцию изменяться однонаправленно: внутрибрюшное давление при этом обычно больше (Harman, Frykman, Clagett, Kraemer, 1988). Увеличение внутрибрюшного давления как механизма для уменьшения нагрузки на мышцы спины во время упражнений по поднятию тяжестей было описано в работах (Bartelink, 1957; Kresswell, 1993; McGill, Norman, 1993). Ha рис. 2.28,а показан этот эффект во время подъема массы 91 кг. Внутребрюшное давление может быть измерено кататером с тензометром, введённым в брюшную полость.
Несмотря на зависимость между различными движениями и изменениями внутрибрюшного давления, существуют определенные противоречия относительно роли этого механического эффекта (Marras, Mirka, 1992). Например, высказывалось мнение, что единственным эффектом внутрибрюшного давления является уменьшение сжимающих усилий, которые действуют на межпозвоночные диски. Однако Nachemson, Andersson, Schulz (1986) показали, что хотя маневр Валсалвы повышает внутрибрюшное давление, он может также в некоторых умеренных упражнениях увеличить давление на ядро диска L3. Тем не менее при более тяжелом упражнении, когда спортсмены наклонялись вперед до 0,53 рад, держа на вытянутых руках груз 8 кг, маневр Валсалвы увеличивал внугрибрюшное давление с 4,35 до 8,25 кПа, уменьшая давление между дисками с 1,625 до 1,488 кПа.
Как и давление в замкнутом объеме, внутрибрюшное давление действует на всю площадь поверхности брюшной полости. Усилие, которое внутрибрюшное давление оказывает на торс, обычно оценивается как произведение внутрибрюшного давления и площади поверхности диафрагмы, которая составляет, по оценке Morris et al. (1961), около 0,0465 м^2 для взрослого человека. Если сопоставить это значение с пиковым внутрибрюшным давлением 25 кПа, показанным на рис. 2.29, то усилие на диафрагму вследствие внутрибрюшного давления составит во время приседания с грузом около 1,163 кH. Очевидно, что такой силой нельзя пренебречь при оценке движения человека.
Сопротивление жидкости
Как на движение человека (прыжки с трамплина, велосипедный спорт, плавание, воздушная акробатика), так и на движение снаряда (полёт диска или мячика в гольфе) значительное влияние может оказывать среда (газообразная или жидкая), в которой эти явления происходят. Когда объект перемещается в жидкой или газообразной среде, он вовлекает в движение ее частицы, передавая им при этом часть своей энертии. Это приводит к возникновению сопротивления среды движению объекта. По сути, эта передача зависит от степени возмущения среды объектом. Соответственно сопротивление среды возрастает при увеличении скорости объекта. 
Взаимодействие между средой и объектом схематически изображено на рис. 2.30, где показан поток среды вокруг неподвижного объекта. Схематически линии потока жидкости представляют собой траектории (линии тока) частиц среды. Один слой жидкости непосредственно прилегает к объекту, второй прилегает к первому и тд. Тонкий слой, ближайший к объекту, называется пограничным слоем. Если поместить в среду краситель, станет видно, что слои могут двигаться с различными скоростями. Как правило, у слоя, касающегося объекта, наименьшая скорость, поскольку он замедляется трением между слоем частиц и объектом; этот эффект известен под названием торможения трения.
Если форма объекта асимметрична, как, например, несимметричный кривой профиль, или когда он вращается, частицы среды, проходящие большее расстояние вокруг объекта, движутся с большей скоростью, и давление среды с этой стороны объекта меньше, чем с другой. Этот эффект известен как принцип Бернулли, согласно которому давление жидкости уменьшается при увеличении ее скорости. Когда давление на верхней поверхности крыла или другого обтекаемого объекта (например, прыгуна с трамплина в полете) меньше из-за того, что скорость потока больше, чем на нижней, сила давления толкает крыло вверх, возникающая при этом подъемная сила (Fl) представляет собой силу взаимодействия крыла и среды. Эта сила действует перпендикулярно направлению потока (рис. 2.31).
Такой поток называется ламинарным (рис. 2.30, а). Если движение частиц становится хаотическим, поток называется турбулентным (рис. 2.30,б). Основными факторами, влияющими на поток среды и его характер, являются форма и текстура объекта. Если объект (например, шлем велосипедиста) имеет обтекаемую форму, это способствует сохранению ламинарности течения при больших скоростях движения. Если поток становится турбулентным, увеличивается сопротивление среды, возрастает лобовое сопротивление (Fd). Направление вектора лобового сопротивления параллельно направлению потока среды (рис. 2.31). Лобовое сопротивление иногда называется сопротивлением давления, или сопротивлением формы, чтобы отличить его от сопротивления, вызванного трением в пограничном слое (поверхностного сопротивления).
В принципе, лобовое сопротивление препятствует движению объекта вперед, тогда как подъемная сила создает вертикальное перемещение (вверх или вниз). Однако так бывает не всегда; в плавании подъемная сила, создаваемая руками и ногами, способствует движению вперед. Фактически для успешного продвижения в плавании необходимо перемещать руки в воде 
таким образом, чтобы обе составляющие — лобовое сопротивление и подъемная сила — способствовали движению пловца вперед (Schleichauf, 1979). Как видно из рис. 2.32, ориентация руки пловца (показанной в виде крыла) непрерывно изменяется так, чтобы результирующая сила сопротивления жидкости (Ff) была направлена вперед в течение всего гребка. И лобовое сопротивление (Fd), и подъемная сила (Fl) способствуют этому.
Полезно различать факторы, которые могут влиять на лобовое сопротивление среды. Два из них уже упоминались выше: характер течения жидкости или газа вокруг объекта (сопротивление давления) и степень трения между пограничным слоем среды и объектом (сопротивление трения). Поскольку сопротивление давления увеличивается при переходе потока от ламинарного к турбулентному, конструкторы часто делают объект обтекаемым, чтобы минимизировать тенденцию потока среды стать турбулентным.
В последние годы (после Олимпийских игр 1984 г. в Лос-Анджелесе) шлемы велосипедистов начали делать более заостренными назад, поскольку было показано, что такая конструкция уменьшает турбулентность воздушного потока. Более того, текстура поверхности объекта, например, ямки в мяче для гольфа, может влиять на ширину турбулентной спутной струи и тем самым снижать сопротивление давления, испытываемое объектом. Ямки на поверхности мяча для гольфа уменьшают ширину спутной струи и сопротивление давления путем смещения той точки на объекте, на которой струи становятся турбулентными. Результирующий эффект при этом состоит в том, что при одинаковой силе удара мячик с ямками может пролететь, например, 239 м, а гладкий мячик — только 46 m (Townend, 1984).
Текстура объекта влияет не только на ширину турбулентной спутной струи, но и на скорость близких к объекту слоев потока. Чем более неровная поверхность объекта, тем больше трение и, следовательно, поверхностное сопротивление. Необходимость снижения поверхностного сопротивления очевидна во многих видах спорта, например, в плавании, велосипедном спорте и гребле. Поэтому многие пловцы бреют волосы на теле и носят шапочки, а велосипедисты экспериментируют с экзотическими материалами и конструкциями в своей одежде. Поверхностное трение, однако, часто имеет значительно меньший эффект, чем сопротивление давления.
Кроме поверхностного трения и сопротивления давления, третьим фактором, влияющим на лобовое сопротивление среды, является волновое сопротивление. Этот эффект устанавливает верхний предел для скорости надводных судов и может оказаться важным при высоких скоростях, связанных с соревновательным плаванием. Эффект волнового сопротивления, вероятно, обусловлен неравномерной плотностью среды (воды или воздуха), с которой сталкивается пловец. Наличие волн, очевидно, уменьшает в среднем относительную часть тела пловца, которая находится вне воды и тем самым увеличивает эффективную плотность среды. Современная практика конструирования бассейнов, заключается в сведении к минимуму волновой турбулентности путем тщательного проектирования водоотводов и разделителей дорожек.
Сопротивление среды
Где k – константа, А – характерная площадь объекта (площадь фронтальной проекции объекта), v – скорость среды относительно объекта.
Константа k записана вместо выражения 0,5 Cd для любового сопротивления и 0,5 
Cl для подъёмной силы; 
-плотность среды, коэффициент сопротивления Cd учитвает эффекты ламинарного и турбулентного потока, а коэффициент подъёмной силы Cl приблизительно пропорционален углу между потоком среды и ориентацией объекта, называемому углом атаки.
Рассмотрим действие сопротивления воздуха на бегуна (Hill, 1928), показанное на рис. 2.6. Константа k для бегуна составляет примерно 0,55 кг* м^3. Характерная площадь бегуна, т.е. площадь фронтальной поверхности тела, на которую действует воздух, может быть оценена как 0,15 умноженное на квадрат роста в стоячем положении. Для бегуна ростом 1,55 м (рис. 2.6) А = 0,36 м^2. Эта оценка, однако, несколько занижена по сравнению с данными, полученными для лыжника в позиции полуприседа (0,27 м^2) и в вертикальном положении (0,65 м^2) (Spring, Savolainen, Erkkila et а1., 1988). Тем не менее если бегун бежит со скоростью 6,5 м*с^-1 при попутном ветре 0,5 м*с-1, то относительная скорость (v) будет 6,0 м*с ^-1. Тогда:
Ff= 0,55 х (0,15 х 1,55^2) х 6,02 = 7,14 Н.
Cогласно Shanebrook, Jaszczak (1976), при скоростях бегунов на средние дистанции (примерно 6 м*с-1) до 8% энергии, расходуемой бегуном, тратится на преодоление сопротивления воздуха, тогда как у спринтеров эта величина может составлять до 16% общего расхода энергии. Наличие впереди бегущего лидера может уменьшить эти затраты на 80%; так, при беге со скоростью 6,0 м*с-1 следование за другим бегуном эквивалентно уменьшению скорости примерно на 0,1 м*с-1. Ward-Smith (1985) рассчитал эффект попутного и встречного ветра на время, показанное при беге на 100 м:
При встречном ветре 3 м*с^-1 время при беге на 100 м будет увеличено на 0,26 с, тогда как попугный ветер 3 м*с^-1 уменьшит это время на 0,34 с. Влияние попутного и встречного ветра не будет симметричным для скоростей 3 и 5 м/с, (те. потеря и выигрыш неодинаковы), поскольку суть дела заключается не в силе, связанной с ветром, а скорее в работе, выполняемой против него. Подобным образом 80% энергии, образуемой велосипедистом, едущим по ровной поверхности со скоростью 8,05 м/с, затрачивается на преодоление сопротивления воздуха (Gross, Kule, Malewicki, 1983). Можно уменьшить затрату энергии примерно на 30% и все же сохранить такую же скорость при следовании за другим велосипедистом.
Величина сопротивления среды зависит от степени возмущения жидкости или газа движущимся объектом. Уравнение 2.8 указывает, что это возмущение пропорционально произведению характерной площади и квадрата скорости объекта относительно среды. Поскольку коэффициенты подъемной силы и лобового сопротивления зависят от ориентации объекта относительно скорости движения в среде, изменения ориентации могут использоваться для изменения подъемной силы и лобового сопротивления объекта. Например, рассмотрим спортсмена, скользящего на водных лыжах за катером. Возможность лыжника оставаться на поверхности воды зависит от усилия, которое оказывает водная среда на лыжи. Составляющая подъемной силы (Ff) должна быть при этом, по меньшей мере, такой же, как направленные вниз силы, состоящие, в основном, из веса субъекта. С увеличением скорости движения катера скорость лыж относительно воды возрастает, характерная площадь может уменьшаться, чтобы сохранять необходимую подъемную силу. Фактически такой компромисс между подъемной силой и относительной скоростью достигается во время всего заезда путем изменения ориентации лыж по отношению к направлению движения. На старте лыжник в воле направляет лыжи почти вертикально. В этом положении угол атаки и, следовательно, коэффициент подъемной силы СL лыж по отношению к воде максимизируется. Когда катер начинает двигаться и буксировать лыжника, лыжи возмущают воду и создают подъемную силу по мере того, как вода обтекает лыжи. В начале заезда угол атаки должен быть велик, поскольку он сочетается с низкой относительной скоростью для создания необходимой подъемной силы Ff поднятия лыжника на поверхность. По мере возрастания скорости катера лыжи могут опускаться, поскольку в этом случае требуется меньший угол атаки. Когда лыжник отпускает буксировочный трос, подъемная сила становится недостаточной из-за уменьшения скорости, лыжник погружается в воду.
Конечная скорость.
Поскольку относительная скорость объекта входит в уравнение (2.8) в квадрате, она является наиболее важным фактором, определяющим сопротивление среды. Интересно проследить роль этого фактора на примере движения парашютиста. После того как парашютист отделяется от самолета, его скорость увеличивается до некоторого конечного значения. Как определить это значение? Опять-таки, анализ следует провести на соответствующей диаграмме свободного тела (рис. 2.33).
Когда парашютист прыгает с самолета система (парашютист, парашют и связанное с ним оснащение) ускоряется под действием силы тяжести (Fw) по направлению к земле. Однако ускорение вниз системы только короткое время равно величине ускорения тяготения (9,81 м\с^2), поскольку по мере возрастания скорости падения увеличивается противодействующий эффект сопротивления воздуха. Как следует из уравнения (2.8), сопротивление воздуха возрастает пропорционально квадрату относительной скорости. Скорость системы будет увеличиваться (т.е. ускорение будет отличаться от нуля) до тех пор, пока сила сопротивления воздуха не станет равной весу системы. После того как эти две силы станут равными, скорость падения достигнет своего предельного конечного значения будет оставаться постоянной. Поскольку скорость остается постоянной (т.к. ускорение нулевое) и система находится в равновесии при конечной скорости, силы должны быть уравновешены.
Таким образом,
Fw = Ff
Поскольку
Ff=kAv^2
Можно преобразовать это отношение относительно конечной скорости
Несмотря на то, что парашютист находится в состоянии свободного падения, обладая определенным опытом, он может довольно хорошо маневрировать, выполняя сальто, пируэты и другие движения. Каким образом он это делает? Как видно из диаграммы свободного тела (рис. 2.33), парашютист во время падения испытывает действие двух сил: веса и сопротивления воздуха. Обе эти силы являются распределенными. Это означает, что они распределены по всей поверхности системы, но вычерчиваются как действующие в одной или двух точках. Вектор веса всегда приложен в центре масс (ЦМ). Подобным образом сила, обусловленная сопротивлением воздуха, имеет центральную точку приложения, которая называется центром давления. Если линия воздействия вектора сопротивления воздуха не проходит через ЦМ, сопротивление воздуха оказывает вращающее действие (возникает вращающий момент) относительно ЦМ, что заставляет парашютиста испытывать угловое перемещение. Двигая конечностями, парашютист может изменять характерную площадь и сдвигать центр давления таким образом, чтобы вектор не проходил чеpes ЦМ.
Аэродинамиа снаряда
Принцип Бернулли, вращение бейсбольного мяча, скорость с одной стороны больше чем с другой, следовательно давление с одной стороны меньше чем с другой и соответственно мяч движется в ту сторону, где давление мньше.
Вращающий момент
Только один пример, остальное и так понятно.
Пример
Рассмотрим влияние изменения плеча сил для некоторых движений. Допустим, спортсмен выполняет отжимание до изнеможения. При этом основным источником энергии является мышца разгибателя локтя трицепс брахии. Допустим, что мышца максимально активна при приближении к состоянию изнеможения и, учитывая приведенные ранее данные о поперечном сечении (табл. 2.6), создает усилие 550 Н. В соответствии с данными табл. 2.7, плечо для трицепс брахии составляет примерно 2,81 см при 
разогнутом локте (рис. 2.44, а) и около 2,04 см, когда локоть согнут под
углом 1,75 рад (рис. 2.44, б). Это плечо силы представлено отрезком 4 на рис. 
2.44, в. При этом вращающие моменты составляют примерно 14,1 и 10,2 Нм для разогнутого и согнутого положений соответственно. Это означает, что, в согнутом положении вращающий момент благодаря усилию трицепс брахии — основной действующей силе в упражнении — меньше, чем в выпрямленном положении. Невозможность продолжать отжимания дальше скорее возникнет в согнутом положении, при котором вращающий момент минимален. В этом случае невозможность продолжать упражнение связано с неспособностью поднимать вес тела (постоянную нагрузку) вверх и вниз.
Подобное рассуждение относится и к подтягиванию до изнеможения. Плечи сил для мышц сгибателей локтя минимальны при полном выпрямлении локтя, и если мышечная сила в процессе движений будет постоянной в разумных пределах, то именно в этой точке произойдет отказ от выполнения упражнения.
Анализ движения