Меню

Характеристика работы мышц статистическая

Динамический и статический режимы работы мышц и их виды.

Лекция № 3

Биомеханические особенности мышечной системы

Механические свойства мышц. Механика мышечного сокращения.

Скелетные мышцы являются основным источником механической энергии человеческого тела. Их можно сравнить с двигателем.

Основная функция мышц – преобразование химической энергии в механическую работу.

Главные биомеханические показатели, характеризующие деятельность мышц:

а) сила, регистрируемая на ее конце (сила тяги);

б) скорость изменения длины.

Механические свойства мышц слож­ны и зависят от механических свойств элементов, образующих мышцу (мышечные волокна, соединительные образования и т.п.), и состояния мышцы (возбуждения, утомления и пр.).

Длину мышцы без нагрузки называют длиной покоя.

Механические свойства мышц:

Сократимость − это способность мышцы сокращаться при возбуж­дении. В результате сокращения происходит укорочение мышцы, и воз­никает сила тяги.

Покоящаяся мышца обладает упругостью. Если к ее концу приложена внешняя сила, мышца растягивается, а после снятия нагрузки восстанавливается.

Упругость − способность восстанавливать пер­воначальную длину после устранения деформирующей силы.

Сначала мышца растягивается легко, а затем даже для небольшого удлинения нужна большая сила.

Если мышцу растягивать повторно, через небольшие интервалы времени, то ее длина увеличится больше, чем при однократном воздейст­вии. Это свойство мышц широко используется в практике при выполне­нии упражнений на гибкость (пружинистые движения, повторные махи и т.п.).

Длина, которую стремиться принять мышца, будучи свободной от нагрузки, называетсяравновесной. При такой длине упругие силы равны 0. В живом организме длина мышцы всегда несколько больше равновесной и даже расслабленные мышцы сохраняют некоторое напряжение. Чем больше в мышце соединительных образований, тем раньше возникают упругие силы при растягивании.

Жесткость− это способность противодействовать прикладываемым силам.

Податливость − величина обратная жесткости.

Прочность − оценивается величиной силы ее растягивания, при ко­торой происходит разрыв мышцы.

Релаксация − свойство мышцы, проявляющееся в постепенном уменьшении силы тяги при постоянной длине.

Релаксация проявляется при отталкивании в прыжках с места; сразу после быстрого приседания прыжок будет выше, чем при отталкивании после паузы в нижней точке приседа, так как после паузы упругие силы, возникшие при быстром приседании вследствие релаксации не используются (чем пауза длительнее, тем сила от­талкивания и высота выпрыгивания меньше).

Механическое действие мышц.

Механическое действие мышц проявляется как тяга, приложенная к месту их прикрепления.

Величина силы тяги мышцы зависят от совокупности механических, ана­томических и физиологических условий.

Основным механическим условием, определяющим тягу мышцы, служит нагрузка. Без нагрузки для мышцы не мо­жет быть ее напряжения, не может быть ее силы тяги. Нагрузка растягивает мышцу при ее уступающей работе. Против нагрузки мышца выполняет преодолевающую работу. С нарастанием нагрузки сила тяги увеличивается, но не беспредельно.

На­грузка может быть представлена весом отягощения, а также его силой инерции и другими силами.

К другим механическим условиям относят:

1) закрепление звеньев (при верхней и нижней опоре);

2) соотношение сил, вызывающих движение;

3) начальные условия движения (положения звеньев пары, их скорость и направление).

К анатомическим условиям проявления тяги мышцы относят строение мышцы и ее расположение (в данный мо­мент движения).

Физиологический поперечник мышцы опре­деляет суммарную тягу всех волокон с учетом их взаимного расположения. От расположения волокон зависит и величина их упругой деформации при растягивании всей мышцы, а значит, и величина возникающих упругих сил.

Расположение мышцы в каждый момент движения определяет угол ее тяги относительно костного рычага и величину растягивания.

Читайте также:  Массаж мышцы спазм точечный массаж

Физиологические условия, определяющие величину тяги мышцы, в основном сводятся к условиям возбуждения мыш­цы и его изменения, в частности при утомлении.

Динамический и статический режимы работы мышц и их виды.

Любая физическая работа может быть подразделена на динамическую (динамический режим) и статическую (статический режим).

Статический режим наблюдается при сохранении положений звеньев тела. При этом, отсутствуют заметные движения в суставах, нет внешнего механического эффекта.

Все виды статической работы мышц представляют собой один механический процесс – уравновешивание сил рычага или системы рычагов.

С точки зрения биомеханики различают 3 качественных различия статической деятельности мышц.

1. Удерживающая работа мышц совершается против момента силы тяжести, то есть моментами силы тяги мышц уравновешиваются моменты сил тяжести звеньев человеческого тела.

2. Укрепляющая работа мышц совершается против сил тяжести, действующих на разрыв сочленений костей; силы мышечной тяги укрепляют суставы, принимая на себя почти всю нагрузку.

Динамический режим мышечной деятельности вызывает движение звена или звеньев тела, при этом расстояние между точками прикрепления мышцы изменяется.

В его основе лежит ауксотоническое сокращение мышц, где укорочение мышцы сочетается с развитием в ней напряжения.

Динамическая работа – работа, при которой мышцы приводят в движение части тела человека, и тело перемещается в отношении опоры, земной или водной поверхности. Эта работа имеет физическое выражение, может быть определен коэффициент полезного действия.

Мышечные усилия (но не сокращения) могут быть подразделены на: 1) поддерживающие, преодолевающие и уступающие, 2) концентрические (укорочение мышц) и эксцентрические (удлинение мышц).

Различают 2 вида динамической работы мышц: преодолевающую и уступающую.

Преодолевающая работа мышц сопровождается ее ускорением: мышца совершает положительную работу, ее тяга направлена на увеличение скорости звена.

В некоторых движениях, преимущественно замедленных, преодолевающая работа мышц сохраняется до конца движения в данном направлении (например, при подтягивании в висе) и это называется непрерывной тягой.

При быстрых движениях (скоростных, скоростно-силовых) преодолевающая работа наблюдается только в начальной точке движения, когда звену сообщается положительное ускорение – совершается разгон звена. В дальнейшем мышцы выключаются из работы, и движение продолжается по инерции. Такая преодолевающая работа называется начальной тягой в движении или боллистической работой мышц.

Уступающая работа мышцы сопровождается ее растяжением, при этом мышцей производится отрицательная работа, так как ее тяга направлена на уменьшение скорости. Это является причиной много­численных травм у спортсменов (например, разрыва ахиллова сухожилия у спринтеров и прыгунов в длину).

Уступающая работа производится только мышцами – антогонистами, но она иногда может быть вредной, если преждевременно тормозит движение звена и мешает преодолевающей работе других мышц.

Однако, чаще работа мышц-антагонистов почти во всех движениях играет очень важную управляющую роль:

а) мышцы – антагонисты данного движения притормаживают звено, регулируют скорость движения звена;

б) мышцы – антагонисты останавливают звено в заданном положении;

в) направление тяги антагонистических групп мышц регулируют направление движений, то есть управляет движением звена в 2-х и 3-х осных суставах.

Сравнение преодолевающей и уступающей работы динамического режима мышечной деятельности показывает следующее:

а) преодолевающая работа наблюдается не во всех движениях человека и не в каждый момент тех движений, которые осуществляются по инерции и под действием внешних сил и внутренних пассивных сил.

б) уступающая работа имеется во всех движениях, иногда на протяжении всего движения и всегда к моменту окончания движения.

Читайте также:  Упражнение для зубчатых мышц видео

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;

Читайте также:  За счет чего растут мышцы биология

– 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.

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

Adblock
detector