Меню

Физические качества мышц работа мышц

Физические качества мышц

Сила мышц

Величина максимального напряжения, которую может развить мышца во время своего возбуждения, характеризует силу мышцы. Она зависит от массы мышцы, количества одновременно возбужденных волокон в мышце, от частоты нервных импульсов, поступающих во время напряжения к мышце. Чем больше масса мышцы, тем больше ее сила. Следовательно, силу мышц можно увеличить, увеличивая массу мышц. Поэтому любой юноша при условии правильной тренировки может достичь значительного развития скелетной мускулатуры. Занятия силовыми упражнениями следует начинать не ранее 14-15 лет.

Скорость сокращения мышцы определяется промежутком времени, за которое эта мышца способна сокращаться и расслабляться. Чем меньше промежуток времени, тем больше будет и скорость сокращения мышцы.

Работа мышц

Во время сокращения мышца выполняют механическую работу. Припомните из физики, как можно определить механическую работу? Величина внешней работы (А) определяется произведением величины силы (Р) на расстояние ее действия (8) или произведением массы (т) на высоту (Л). Например, если тяжелоатлет поднимает штангу, которая весит 100 кг на высоту 2 м, то выполненная им работа будет равняться: А = т • Н = 100 • 2 = 200 кг/м, или 1962 Дж или ньютонометра. 1 килограмм-сила равняется приблизительно 9,81 Ньютона.

Мышцы могут вести статическую или динамическую работу. Статическая работа это когда мышцы напрягаются, но при напряжении не сокращаются, например, при удержании определенного веса, и так же при определенной стойке или позиции тела, статическая работа обычно сильно утомляет, особенно подростков и детей. При динамической работе, (бег, плавание, ходьба, езда на велосипеде, спортивные игры и др.) мышцы по очереди то сокращаются, то расслабляются заменяя друг дружку. Динамическая работа меньше утомляет, потому что во время расслабления мышцы успевают отдохнуть. Каждая физическая работа характеризуется величиной нагрузки и скоростью ее выполнения. Опытами установлено, что у человека наиболее продуктивная физическая работа тогда, когда он работает со средней нагрузкой и в среднем темпе.

Показателем эффективности работы мышц является коэффициент полезного действия (КПД). Как известно из физики, этот показатель используют и для оценки эффективности работы любых двигателей. КПД является отношением выполненной механической работы (А) к общим энергетическим затратам (О), то есть:

Установлено, что КПД мышц человека может достигать 25—30 %. То есть только 30 % всей энергии сокращения мышц расходуется на механическую работу, а 70 % превращается в тепло. Кстати, у многих современных бензиновых и электрических двигателей КПД больше, чем у скелетных мышц. Но ни один из них не само восстанавливается и не работает непрерывно столько лет, как мышцы. Любая работа мышц сопровождается потерями определенного количества энергии, которая образуется при распаде и окислении органических соединений в основном углеводов. Для того что бы был процесс окисления, необходим кислород. Употребление кислорода зависит от мощности выполняемой работы. Чем больше мышц принимает участие в работе, тем больше кислорода им нужно. Конечными продуктами распада углеводов являются вода и углекислый газ. Кровь, поступающая к мышцам по кровеносным сосудам, снабжает работающие органы кислородом и питательными веществами и поглощает углекислый газ и другие продукты распада.

Утомление мышц

Выполнение продолжительной или интенсивной работы приводит к утомлению мышц и прекращению выполняемой работы. Время развития утомления зависит от характера труда. Проделайте такой опыт. Возьмите в руки гантели массой по 3 кг. Разведите руки с гантелями в стороны, поднимите руки их до уровня плеча и держите их в этом положении столько, сколько сможете. Вы убедитесь, что утомление при непрерывном статическом напряжении мышц развивается быстро. Значительно позже устают мышцы, если эти гантели поднимать и опускать. Такая ритмическая, динамическая работа дает возможность мышцам частично восстанавливать свою работоспособность в промежутках между сокращениями. Каковы причины утомления? При выполнении статической работы утомляются в первую очередь не сами мышцы, а нервные центры, которые регулируют работу этих мышц. И для поддержания физической работоспособности необходима что бы и нервная система так же могла поддерживать высокую работоспособность.

Уставание при динамической работе происходит по различным причинам. К основным из них относятся малое снабжение мышц кислородом, уменьшение образования энергии, или накопление продуктов распада.

Полезно или может вредно утомление? Казалось бы, что вредно. Для чего тогда утомлять мышцы? Но если смотреть с физиологической точки зрения, то утомление — это полезное явление, а вот переутомление, вредно. Почему же утомление полезно? Существует очень важная биологическая закономерность. Она заключается в том, что после окончания обусловившей утомление работы, в период отдыха, происходит не только восстановление работоспособности мышц, но даже ее увеличение. Это явление называют сверх восстановлением. Благодаря этому мышцы могут выполнять еще большую работу, чем до развития утомления. При этом новая усталость приведет к еще большему сверх восстановлению, а значит, и к большей работоспособности. Таким образом, без утомления невозможно повышение работоспособности мышц. Такая закономерность свойственна всем органам, тканям, в том числе и нервной. Но чрезвычайно длительная или же интенсивная работа может привести к переутомлению. При переутомлении исчерпываются энергетические ресурсы клетки, могут разрушаться ее органеллы, а то и сами клетки. Чтобы предотвратить переутомление, необходимо избегать без достаточной физической подготовки чрезмерных нагрузок. При появлении ощущения значительной усталости нужно отдохнуть. Чередование физических нагрузок и отдыха является одним из способов поддержания высокой работоспособности и предотвращения переутомления.

Читайте также:  Подъем рук для мышц груди

Источник

1.4. Статистическая и динамическая работа мышц. Сила и выносливость мышц

В мышечной работе различают два компонента: статическую и динамическую работу.

Динамическая работа. Это работа, связанная с перемещением тела или его отдельных частей в пространстве. При динамической работе происходит изменение длины мышечных волокон, но напряжение волокон остается постоянным. Для динамической работы характерна более или менее регулярная смена процессов сокращения и расслабления мышцы. Мышечная сила при динамической работе может быть больше или меньше величины внешнего противодействия. При динамической работе сопротивления, т. е. когда мышечная сила меньше величины внешнего противодействия, происходит удлинение мышечных волокон (опускание груза, спуск по лестнице). Особенностью динамической работы является то, что при ней наблюдается чередование противоположных движений за счет работы мышц-антагонистов. Такое чередование создает благоприятные условия для работы мышц. Во-первых, их работа чередуется с периодами отдыха. Во-вторых, в такие периоды отдыхают и руководящие мышцами нервные центры, что создает благоприятные условия для функционирования нервной системы в целом.

Статическая работа. Это работа мышц при неподвижном удержании груза. При статической работе длина мышечных волокон не меняется, а изменяется степень напряжения. В повседневной жизни статическая работа проявляется в двух формах: поддержании позы и удержании какого-либо груза. Сила сокращения при поддержании позы сравнительно невелика. Непрерывное мышечное сокращение при этом становится необязательным, оно производится только в определенные моменты с целью исправления легких нарушений равновесия позы. Однако некоторые специальные позы, такие как удержание верхних конечностей в горизонтальном положении, требуют значительных статических усилий. В большинстве случаев при удержании груза или сохранении позы противодействующей силой является сила тяжести. В некоторых случаях статическое сокращение может быть направлено на преодоление другой внешней силы. Особенностью статической работы является то, что при ней функционируют одни и те же мышечные группы. Это ведет к чрезвычайно быстрому утомлению их, в основном из-за ухудшения питания. Поэтому необходимо стремиться в любой работе свести статический компонент к минимуму.

Большинство действий человек выполняет за счет динамической работы, но в любой работе в большей или меньшей мере присутствует статический компонент. В основном от него и зависит утомительность. Во многих случаях статическая нагрузка возникает и при выполнении умственной работы за счет поддержания определенной позы. Таким образом, статическая нагрузка свойственна большинству работ, хотя она обычно выступает не в чистом виде, а в качестве одного из второстепенных элементов.

Работа мышц может протекать по-разному:

– как работа положительно динамическая, во время которой мышцы, сокращаясь, выполняют механическую работу благодаря превращению части выработанной энергии в механическую;

– как работа отрицательно динамическая, во время которой мышцы играют роль тормоза по отношению к действию внешнего усилия (в этих условиях вся выделившаяся энергия превращается в тепловую);

– как статическая работа, физиологическую основу которой составляет повышенное напряжение мышц. Длина мышечных волокон при этом не изменяется, мышца не выполняет никакой внешней работы, но в ее тканях происходят изменения, приводящие к преобразованию химической энергии в тепловую.

Принципы экономии движений. Конечной целью всех исследований в области движений является улучшение условий работы – разработка принципов экономии движений. Выделяют следующие принципы экономии движений:

1. Одновременность и симметричность движений. Рекомендуются следующие правила:

– обе руки должны начинать и заканчивать движения одновременно;

– движения рук могут иметь противоположные направления при условии, что эти движения симметричны;

– обе руки могут бездействовать только в период отдыха.

2. Экономичность движений, т. е. наибольшая простота. Физиологи установили, что утомление при работе зависит от количества мышц, принимающих участие в работе. Из этого следует, что наиболее простые движения вызывают наименьшее утомление.

3. Непрерывность и плавность движений. Такие движения более экономичны, чем прямолинейные движения с резкими изменениями направления.

Читайте также:  Препараты для увеличить силу мышц

4. Ритм движений. Ритмичностью называется повторяемость действий за одинаковые промежутки времени. Она обеспечивает меньшее расходование энергии мышцами, уменьшение усталости, позволяет достигать автоматизации рабочих движений.

5. Контроль движений. Контролируемые движения выполняются несколькими группами мышц: одна группа действует в одном направлении, а другая тормозит ее и обеспечивает нужную координацию. Примеры контролируемых движений: черчение, измерение, монтаж и т. д.

Основные факторы мышечных усилий.

1. Степень растяжения мышцы. Чем больше растянута мышца в исходном состоянии, тем выше степень развиваемого ею напряжения.

2. Обусловленность углом тяги. Мышечное усилие наиболее эффективно, если направление тяги составляет угол 90° с продольной осью соответствующей кости. Чем острее угол между направлением тяги и осью звена, тем меньше полезная отдача мышечного усилия.

Эти моменты часто антагонистичны. При сгибании в локтевом суставе наибольшее растяжение бицепса будет при разогнутой руке. Однако угол в этом случае будет близок к нулю градусов. В данном случае оптимальным будет угол около 90° (здесь фактор, обусловленный углом тяги, имеет большее значение, чем степень растяжения мышцы).

3. Положение центра тяжести звена. Величина выполняемой работы пропорциональна моменту силы тяжести звена, т. е. произведению его веса на плечо соответствующего рычага от точки вращения в суставе до центра тяжести звена (например, перейти из положения лежа на спине в положение сидя намного труднее, когда руки находятся за головой).

4. Сила мышцы. Под ней обычно понимают максимальную силу, т. е. величину груза, который в состоянии поднять данная мышца. Величину максимальной мышечной силы следует отличать от абсолютной силы мышцы. Абсолютная сила мышцы – это сила, приходящаяся на 1 см 2 физиологического поперечного сечения (сечения, проведенного перпендикулярно мышечным волокнам). Мышечная сила зависит от ряда причин, среди которых выделяют биологические и профессиональные.

– пол (у женщин сила мышцы на 30 % меньше, чем у мужчин);

– возраст (максимальная сила в 20 – 30 лет, к 60 годам она снижается до 90 %).

С биологическими тесно связаны профессиональные факторы.

Их было выделено три:

– зависимость от угла сгибания сегментов конечности (например, нижняя конечность может развивать усилие от 90 до 200 кг, в зависимости от угла сгибания в коленном суставе и положения туловища);

– природа усилия (при толчке усилие максимально, при вращении – минимально);

– стабильность (фиксация) рабочей позы.

Понятие мышечной силы не следует смешивать с выносливостью. Выносливость, или емкость работы, – это способность длительного выполнения работы на заданном уровне без развития утомления. Выносливость может быть измерена тем предельным временем, в течение которого возможно поддержание мышечной деятельности на заданном уровне. Основным фактором, ограничивающим продолжительность работы, является утомление. Путь к развитию выносливости лежит именно через утомление. Исследования в физиологии спорта показали, что работа, совершаемая до утомления, – обязательное условие совершенствования выносливости. В физиологии спорта оценку силы и выносливости обычно проводят с помощью кистевых динамометров.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Источник

Физические качества мышц

Содержание

Физические качества мышц [ править | править код ]

Сила мышц [ править | править код ]

Величина максимального напряжения, которую может развить мышца во время своего возбуждения, характеризует силу мышцы. Она зависит от массы мышцы, количества одновременно возбужденных волокон в мышце, от частоты нервных импульсов, поступающих во время напряжения к мышце. Чем больше масса мышцы, тем больше ее сила. Следовательно, силу мышц можно увеличить, увеличивая массу мышц. Поэтому любой юноша при условии правильной тренировки может достичь значительного развития скелетной мускулатуры. Занятия силовыми упражнениями следует начинать не ранее 14-15 лет.

Скорость сокращения мышцы определяется промежутком времени, за которое эта мышца способна сокращаться и расслабляться. Чем меньше промежуток времени, тем больше будет и скорость сокращения мышцы.

Тонус мышц это когда состояние мышцы постоянного незначительного напряжения. Тонус мышц позволяет сохранять осанку тела, тонические сокращения мышц живота позволяют удерживать органы внутри организма в определенном положении, а тонус не исчерченных мышц сосудов позволяет обеспечить необходимый диаметр сосудов, следовательно, и кровяное давление. Тонус мышц определяется их естественными свойствами и влиянием нервной системы. В состоянии покоя мышцы упруги и эластичны благодаря своему тургору. К мышцам постоянно поступают нервные импульсы. Они поддерживают незначительный тонус мышц, понижение которого отрицательно влияет на деятельность всего организма. Причиной понижения тонуса мышц могут быть отрицательные эмоции, нарушение режима дня, особенно недосыпание, переутомление, нехватка витаминов.

Работа мышц [ править | править код ]

Во время сокращения мышца выполняют механическую работу. Припомните из физики, как можно определить механическую работу? Величина внешней работы (А) определяется произведением величины силы (Р) на расстояние ее действия (8) или произведением массы (т) на высоту (Л). Например, если тяжелоатлет поднимает штангу, которая весит 100 кг на высоту 2 м, то выполненная им работа будет равняться: А = т • Н = 100 • 2 = 200 кг/м, или 1962 Дж или ньютонометра. 1 килограмм-сила равняется приблизительно 9,81 Ньютона.

Читайте также:  Инсулин и запас гликогена в мышцах

Мышцы могут вести статическую или динамическую работу. Статическая работа это когда мышцы напрягаются, но при напряжении не сокращаются, например, при удержании определенного веса, и так же при определенной стойке или позиции тела, статическая работа обычно сильно утомляет, особенно подростков и детей. При динамической работе, (бег, плавание, ходьба, езда на велосипеде, спортивные игры и др.) мышцы по очереди то сокращаются, то расслабляются заменяя друг дружку. Динамическая работа меньше утомляет, потому что во время расслабления мышцы успевают отдохнуть. Каждая физическая работа характеризуется величиной нагрузки и скоростью ее выполнения. Опытами установлено, что у человека наиболее продуктивная физическая работа тогда, когда он работает со средней нагрузкой и в среднем темпе.

Показателем эффективности работы мышц является коэффициент полезного действия (КПД). Как известно из физики, этот показатель используют и для оценки эффективности работы любых двигателей. КПД является отношением выполненной механической работы (А) к общим энергетическим затратам (О), то есть:

Установлено, что КПД мышц человека может достигать 25—30 %. То есть только 30 % всей энергии сокращения мышц расходуется на механическую работу, а 70 % превращается в тепло. Кстати, у многих современных бензиновых и электрических двигателей КПД больше, чем у скелетных мышц. Но ни один из них не само восстанавливается и не работает непрерывно столько лет, как мышцы. Любая работа мышц сопровождается потерями определенного количества энергии, которая образуется при распаде и окислении органических соединений в основном углеводов. Для того что бы был процесс окисления, необходим кислород. Употребление кислорода зависит от мощности выполняемой работы. Чем больше мышц принимает участие в работе, тем больше кислорода им нужно. Конечными продуктами распада углеводов являются вода и углекислый газ. Кровь, поступающая к мышцам по кровеносным сосудам, снабжает работающие органы кислородом и питательными веществами и поглощает углекислый газ и другие продукты распада.

Утомление мышц [ править | править код ]

Выполнение продолжительной или интенсивной работы приводит к утомлению мышц и прекращению выполняемой работы. Время развития утомления зависит от характера труда. Проделайте такой опыт. Возьмите в руки гантели массой по 3 кг. Разведите руки с гантелями в стороны, поднимите руки их до уровня плеча и держите их в этом положении столько, сколько сможете. Вы убедитесь, что утомление при непрерывном статическом напряжении мышц развивается быстро. Значительно позже устают мышцы, если эти гантели поднимать и опускать. Такая ритмическая, динамическая работа дает возможность мышцам частично восстанавливать свою работоспособность в промежутках между сокращениями. Каковы причины утомления? При выполнении статической работы утомляются в первую очередь не сами мышцы, а нервные центры, которые регулируют работу этих мышц. И для поддержания физической работоспособности необходима что бы и нервная система так же могла поддерживать высокую работоспособность.

Уставание при динамической работе происходит по различным причинам. К основным из них относятся малое снабжение мышц кислородом, уменьшение образования энергии, или накопление продуктов распада.

Полезно или может вредно утомление? Казалось бы, что вредно. Для чего тогда утомлять мышцы? Но если смотреть с физиологической точки зрения, то утомление — это полезное явление, а вот переутомление, вредно. Почему же утомление полезно? Существует очень важная биологическая закономерность. Она заключается в том, что после окончания обусловившей утомление работы, в период отдыха, происходит не только восстановление работоспособности мышц, но даже ее увеличение. Это явление называют сверх восстановлением. Благодаря этому мышцы могут выполнять еще большую работу, чем до развития утомления. При этом новая усталость приведет к еще большему сверх восстановлению, а значит, и к большей работоспособности. Таким образом, без утомления невозможно повышение работоспособности мышц. Такая закономерность свойственна всем органам, тканям, в том числе и нервной. Но чрезвычайно длительная или же интенсивная работа может привести к переутомлению. При переутомлении исчерпываются энергетические ресурсы клетки, могут разрушаться ее органеллы, а то и сами клетки. Чтобы предотвратить переутомление, необходимо избегать без достаточной физической подготовки чрезмерных нагрузок. При появлении ощущения значительной усталости нужно отдохнуть. Чередование физических нагрузок и отдыха является одним из способов поддержания высокой работоспособности и предотвращения переутомления.

Источник

Adblock
detector