膝関節が力を出せる仕組みは
クレーン車に学ぶことができます。注目すべきは上の写真「ストラット」と呼ばれる部分です。ストラットは膝のお皿（膝蓋骨）と同じ役割です。そしてクレーンのワイヤーロープに相当するのが筋肉（大腿四頭筋）です。ヒザのお皿が出っ張っているからこそヒザを伸ばす力の効率が良い事が分かります。
「目次」
膝関節や膝のお皿には大きな力が
その大きな力をこなす仕組みは工事現場にあるクレーンと同じです。
クレーンのストラットと呼ばれる部分にかかります。
膝もクレーンもどちらも支点となる部分に押し付けるような力がかかります。
膝をピンと伸ばそうとすると膝のお皿は固定されかのようにピクリとも動かなくなります。なぜなら膝を伸ばそうとする筋肉（大腿四頭筋）がお皿を押し付けるからです。
膝関節とクレーン車の大きく違う点
ヒザを伸ばす筋肉（大腿四頭筋）はヒザのすぐ下の部分に付着している（停止）ことです。下のイラストは大腿四頭筋。４つの筋肉全てが膝のお皿（膝蓋骨）のすぐ下に停止しています。
膝とクレーンを見比べてみましょう。大腿四頭筋は膝のお皿（膝蓋骨）のすぐ下に停止していますがクレーンの方は大腿四頭筋に相当するワイヤーロープ（ジブガイラインと言います）はもっと遠く離れた部分につながっています。
クレーンの方は大きな力が出せて、人間の方は大きな力は出せないのです。テコの原理で支点と作用点の距離が近いからです。
テコの原理
支点と作用点の距離が近いから大きな力は出せません。
下のイラストでは右側「テコの効率が悪い」のが人間の膝の構造です。ヒザのすぐ下の部分にヒザを伸ばす筋肉が付着している。
このおかげで人間の身体は大きな力を発揮するには不利な構造になっています。
大きな力を発揮しようとするなら力点は支点から遠く離れた方が力は発揮できます。しかし人間の身体は力点が支点の近くにあります。ヒザを伸ばす筋肉（大腿四頭筋）はヒザのすぐ下に付着している事がそれです。
ちなみにヒザ関節は第三種テコに分類されます。
先生
先生
先生