一足球員準備開自由球的過程中某個瞬間，測量到小腿／足部角加速度為30 rad/s2，此時髕腱與脛骨夾30度，肌腱距離膝關節旋轉中心3公分，小腿／足部的質量為3公斤，轉動慣量（moment of Inertia）為0.25 kg×m2，髕腱上的張力應為多少牛頓？

本題觀念：

本題考查生物力學（Biomechanics）中的轉動力學（Rotational Dynamics）與牛頓第二運動定律的轉動形式（Newton's Second Law for Rotation）。核心概念在於如何計算關節力矩（Torque）、轉動慣量（Moment of Inertia）與角加速度（Angular Acceleration）之間的關係，以及如何正確定義與計算肌肉的力臂（Moment Arm）。

公式如下：

1. 淨力矩公式：$\tau_{net} = I \times \alpha$
   • $\tau$ (Torque)：力矩 ($N\cdot m$)
   • $I$ (Moment of Inertia)：轉動慣量 ($kg\cdot m^2$)
   • $\alpha$ (Angular Acceleration)：角加速度 ($rad/s^2$)
2. 力矩定義：$\tau = F \times d_{\perp}$
   • $F$：作用力（本題為髕腱張力）
   • $d_{\perp}$：力臂（Moment Arm），即旋轉中心到力作用線的垂直距離。
   • 若給定附著點距離 $r$ 與夾角 $\theta$，則 $d_{\perp} = r \tim

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