Меню

Зависимость между силой скоростью сокращение мышц

Зависимость между силой и скоростью сокращения мышц

Исторически сложилось так, что вначале была изучена зависимость скорости сокращения мышцы от величины нагрузки при преодолевающем (концентрическом) режиме и только затем – при уступающем (эксцентрическом).

В. Фенн и Б. Марч (W.O. Fenn, B.S. March, 1935) проводили эксперименты на изолированных мышцах лягушки и кошки. Они первыми предложили для описания зависимости «сила-скорость» укорочения мышцы эмпирическую формулу (1.3):

где: F – сила мышцы; F – максимальная сила, развиваемая мышцей при V=0(изометрический режим сокращения); V – скорость сокращения мышцы; а,k – эмпирические константы (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Зависимость скорости укорочения мышцы от нагрузки при одиночном сокращении m.sartorius лягушки, 144 мг, t = 18,5 Co

В последующем М. Полиссар (M.J. Polissar, 1952) и Х. Обер (X. Aubert, 1956) предложили другие формулы (1.4, 1.5), основанные на экспоненциальной и логарифмической зависимостях.

V = B ln (A/P+F)) (X. Aubert, 1956) (1.5),

где: А, В – константы, P – масса груза, F – небольшая внутренняя «фрикционная сила», противодействующая укорочению. Формулы (1.4 и 1.5) имеют хорошее соответствие экспериментальным данным (B.R. Jewell, D.R. Wilkie, 1960).

Несмотря на хорошее соответствие экспериментальных результатов и формул М. Полиссара и Х. Обера, широкую популярность приобрело уравнение Хилла (A. Hill, 1938), опубликованное тремя годами позже В. Фенна и Б. Марча. Это объясняется тем, что А. Хиллу удалось установить две фундаментальные закономерности, присущие мышечному сокращению. Изучая теплопродукцию мышцы, он обратил внимание на поразительный факт: при любой скорости сокращения и любых нагрузках количество теплоты, выделяемое мышцей, зависит только от изменения длины мышцы. Кроме того, он обнаружил, что при одинаковом изменении длины мышцы скорость выхода на новый изометрический уровень уменьшалась с увеличением нагрузки. Таким образом, А. Хилл получил соотношение между скоростью сокращения мышцы и внешней нагрузкой (1.6).

где: Po – максимальная масса груза, при котором не происходит укорочения мышцы; Р – масса груза; a,b – константы.

Источник

Зависимость сила – скорость сокращения мышц

Это достаточно хорошо известно в практике и подтверждено

в эксперименте. Действительно, по мере увеличения силы мышц скорость движения возрастает (I. Kusinitz, С. Кеспеу, 1958; D. Clarke, F. Henry, 1961; A. Hunold, 1961). Казалось бы, вопрос до-статочно ясен. Однако существуют факты, вносящие некоторые сомнения в итоги этого логического рассуждения. Оказывается, если в практике, в условиях естественной тренировки, нетруд-но увидеть однонаправленность сдвигов в силе мышц и скоро-сти выполняемого ими движения, то лабораторный эксперимент обнаруживает довольно умеренную связь между этими сдви-гами (D. Clarke, F. Henry, 1961). Установлено, что абсолютное

* Во вращательных движениях возможно уменьшение момента инерции тела или системы его звеньев.

значение скорости неотягощенного движения и относительная
сила не коррелируют существенно между собой (Ph. Rach, 1956;
F. Henry, 1960; F. Henry, I. Whitley, 1960). Но с увеличением
веса преодолеваемого отягощения роль силы возрастает. На-
пример, если при сгибании локтевого сустава скорость подни-
мания груза весом 13% от максимума зависит от силы на 39%,
то при поднимании груза весом
51% от максимума – уже на 71%
(Н.А. Масальгин, 1966). Таким об-
разом, степень корреляции между
силой мышц и скоростью движения
увеличивается с ростом отягощения
(рис. 41). Но в этом случае сила при-
кладывается к покоящемуся грузу.
В других условиях рассмотренная Рис. 41. Изменение
зависимость может быть иной, на- степени корреляции (r) между
пример, если движение выполняется скоростью движения
после предварительной остановки и величиной отягощения.
Груз выражен в процентах
движущегося груза и отталкивания
от максимальной силы
его затем в противоположном на-
(по Н.А. Масальгину, 1966)
правлении. Здесь с увеличением ки-
нетической энергии предваритель-
ного движения груза корреляция
между силой мышц и скоростью дви-
жения может остаться относительно
постоянной или даже уменьшиться
(рис. 42).
Помимо веса отягощения и режи-
ма работы мышц связь между силой
и скоростью движения определяют
еще и качественные различия в спо-
собности человека к силовым про-
явлениям. Важной характеристикой Рис. 42. Изменение
зависимости сила – скорость явля- степени корреляции (r) между
ется величина отношения динами- скоростью движения
при выталкивании груза весом
ческой константы а к максимальной
2 и 8 кг и максимальной
изометрической силе Р (A. Hill,
изометрической силой мышц
1938; Н. Ralston а. о., 1949; D. Wilkie, в зависимости от высоты
1950). Если нагрузка и скорость вы- предварительного падения
ражены в долях максимальной изо- груза
– 99 –
Читайте также:  Косметология атлас мышц лица

метрической силы Р и максимальной скорости сокращения без нагрузки V, то отношение а/Р полностью определяет характер кривой нагрузка – скорость. С возрастанием этого отношения кривизна уменьшается и, наоборот, с уменьшением его увеличи-вается. Исследования Н.А. Масальгина показали, что величина отношения а/Р в значительной мере обусловлена особенностями вида спорта.

Систематические занятия тем или иным видом мышечной деятельности способствуют формированию определенного соот-ношения между силой и скоростью мышечного сокращения. Еще Хилл (1950), обсуждая разброс значений константы скорости (b), объяснял это различиями в скорости движений у разных жи-вотных и отмечал различную форму кривой нагрузка – скорость

у спортсменов, бегающих на короткие и на длинные дистанции. Итак, совершенно очевидно, что абсолютная сила мышц яв-

ляется главным фактором, обусловливающим скорость движе-ния, но определяющая роль силы неодинакова для разных усло-вий двигательной деятельности и при поднимании разных по весу грузов. Остается, однако, невыясненным, почему абсолют-ная сила не коррелирует с быстротой движений, но вместе с тем

в условиях естественной тренировки приросту силы соответству-ет прирост быстроты. В чем же причина такого парадокса, выяв-ление которого грозит возможностью усомниться в объективно-сти упомянутых исследований? Однако последние уже довольно многочисленны и достаточно авторитетны. Значит, остается пред-положить, что среди средств тренировки, и в том числе развиваю-щих силу мышц, есть «что-то», положительно влияющее на бы-строту их деятельности. Иными словами, в процессе тренировки это «что-то» затрагивает какие-то специфические нейромоторные механизмы, ответственные за быстроту тренируемого движения. В связи с этим следует сказать, что зависимость сила – скорость дает основания для повторения сделанного ранее вывода, а имен-но: выбирая средства силовой подготовки, спортсмен должен со-вершенно четко представлять себе, каковы условия и специфика проявления силы в том движении или спортивном упражнении, ради которого развивается сила.

Читайте также:  Воспалились мышцы выше колена

Зависимость сила – поза

Среди условий, влияющих на величину проявляемой силы, существенное значение имеет относительное расположение рабо-чих звеньев тела, т.е. поза человека. С движением рабочего звена

меняются угол в суставе, а следовательно, длина обслуживающих данное сочленение мышц и угол подхода их к месту прикрепле-ния на кости. При этом увеличиваются или уменьшаются плечо

и момент силы мышц, что, в свою очередь, изменяет механиче-ские условия их работы, которые могут быть выгодными, когда силовой потенциал мышц используется полностью, и невыгодны-ми, когда максимальное напряжение мышц используется только частично.

Изменение силы в зависимости от позы может быть связано

и с изменением функции мышцы. Например, гребешковая мыш-ца при разгибании в тазобедренном суставе производит поворот бедра кнаружи, а при сгибании – внутрь (Н. Ваеуег, 1922). При-водящая мышца бедра в зависимости от его положения может вы-полнять функцию сгибателя или разгибателя (М.Ф. Иваницкий, 1956; Д.Д. Донской, 1960). При исследовании вклада приводящей группы мышц в величину внешней силы, развиваемой при сги-бании и разгибании бедра, было установлено, что теснота связи между силой приводящей группы мышц (измеренной в положе-нии отведения бедра на 30º относительно вертикальной оси тела)

и силой сгибания и разгибания бедра имеет наибольшие значения при крайних положениях последнего. При сгибании (угол 210º) корреляция равна 0,92 и уменьшается затем до 0,41 (угол 90º); при разгибании, наоборот, при угле 90º ее значение составляет 0,86, а при угле 210º – 0,32.

В отдельных случаях незначительное изменение положения звена может привести к существенным изменениям в силе. Так, пронация плеча вызывает падение силы при сгибании локтевого сустава примерно на 1 /3 (Ph. Rasch, 1956; К. Wells, 1960; В. Tricker, 1967). При подъеме штанги незначительное сгибание рук сни-жает подъемную силу на 40%, согнутое положение туловища – на 13,3%, наклон головы – в среднем на 9% (Л.П. Соколов, 1967).

Максимум силы, проявленный в рабочей точке системы зве-ньев при одновременной работе групп мышц, обслуживающих разные суставы, во многом зависит от положения системы отно-сительно проксимального сустава. Например, сила, развиваемая при сгибании или разгибании коленного сустава, определяется положением тела в тазобедренном суставе (Н. Clarke а. о., 1950; S. Houtz а. о., 1957; G. Lehman, 1962). Так, максимальная величи-на усилий мышц ног при разгибании бедра и голени в положении сидя была обнаружена тогда, когда голень находилась по отноше-

Читайте также:  Если пить креатин мышцы вырастут

нию к бедру под углом 160º. Однако при жиме ногами в положе-нии лежа не было обнаружено значительных различий в прояв-ляемой силе при углах в диапазоне 100–140º (F. Lindeburg, 1964). При тяге руками в положении сидя (поза гребца) сила возрастает на 10–12%, если туловище отведено назад от вертикали на 20–25º (В.Ф. Дорофеев, 1965).

Таким образом, если спортсмен хочет «вложить» в движе-ние всю свою силу, ему необходимо считаться с анатомическим устройством двигательного аппарата и позаботиться о том, чтобы поза в ответственный момент движения обеспечивала условия, при которых мышцы способны развить максимум внешней силы.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Источник

Впервые зависимость между силой тяги мышцы и скоростью ее сокращения была установлена экспериментальным путем А.В.Хиллом. Эта зависимость определяла: во сколько раз быстрее сокращается мышца, во столько раз меньшую силу она может развить. Графически эта зависимость изображается квадратической гиперболой (кривая 1, рис.2.7). Но эта зависимость справедлива лишь в режиме преодолевающей работы мышцы при ее активной укорочении.

Итак, реальная зависимость между силой тяги мышцы и скоростью ее укорочении или растяжения представлена на рис.2.7. Анализ зависимости показывает: если статическому (изометрическому) режиму работы непосредственно предшествовал преодолевающий (кривая 1), то развиваемая мышцей максимальная изометрическая сила не превышает величину Рин, если же статическому режиму предшествовал уступающий (кривая 2), то мышца развивает усилие Рив. Пример сказанному: если гимнаст из исходного положения “упор” на кольцах опускается в положение “крест”, то его мышцы для удержания положения “крест” могут развивать усилие Рив (статическому режиму работы мышц предшествовал уступающий). Если же гимнаст выполняет “крест” из положения “вис” на кольцах, то статическому режиму работы мышц будет предшествовать преодолевающий, и мышцы гимнаста для удержания положения “крест” смогут проявить усилие только Рин, то есть меньше, чем в предыдущем случае.

На рис. 2.8 представлена зависимость коэффициента полезного действия мышцы (КПД превращения мышцей химической энергии в механическую) от скорости ее сокращения. Наиболее высокий КПД мышцы наблюдается в диапазоне скоростей сокращения от 0,2 до 0,4 от максимальной.

Дата добавления: 2015-05-09 ; Просмотров: 533 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Adblock
detector