Работа мышц с элементами биомеханики

Основным свойством мышечной ткани, на котором основана работа мышц является сократимость. При сокращении мышцы происходит укорочение её и сближение двух точек, к которым она прикреплена. Из этих 2х точек подвижный пункт прикрепления притягивается к неподвижному, в результате происходит движение данной части тела. Т.к. опорой для всего тела служит позвоночный столб, расположенный по средней линии тела, то начало мышцы, совпадающее обычно с неподвижной точкой, расположено ближе к средней плоскости (медиально), а на конечностях - ближе к туловищу (проксимально); прикрепление мышцы, совпадающее с подвижной точкой, находится дальше от середины (латерально), а на конечностях - дальше от туловища (дистально).

Подвижная и фиксированная точки могут меняться местами в случае укрепления подвижной точки и освобождения фиксированной. Например, при стоянии, подвижной точкой прямой мышцы живота будет её верхний конец (сгибание верхней части туловища), а при висе тела с помощью рук на перекладине - нижний конец (сгибание нижней части туловища).

Кости, движущиеся в суставах под влиянием мышц, образуют в механическом смысле рычаги. В биомеханике выделяют рычаг первого рода, когда точки сопротивления и приложения силы находятся по разные стороны от точки опоры, и рычаг второго рода, в котором обе силы прилагаются по одну сторону от точки опоры, но на разном расстоянии от него.

Рычаг первого рода - двуплечий, носит название "рычаг равновесия". Точка опоры располагается между точкой приложения силы (сила мышечного сокращения) и точкой сопротивления (сила тяжести или масса органа). Примером может служить соединение позвоночника с черепом. Равновесие достигается при условии, если вращающий момент прилагаемой силы (произведение силы, действующей на затылочную кость на длину плеча, которая равна расстоянию от точки опоры до точки приложения силы) равен вращающему моменту силы тяжести (произведение силы тяжести на длину плеча, равную расстоянию от точки опоры до точки приложения силы тяжести).

Рычаг второго рода одноплечий, в биомеханике (в отличие от механики) бывает двух видов. Вид рычага зависит от места расположения точки приложения силы и точки действия силы тяжести, которые и в том и в другом случае находятся по одну сторону от точки опоры.

Первый вид рычага второго рода - " рычаг силы " - плечо приложения мышечной силы длиннее плеча сопротивления (силы тяжести). Рассматривая в качестве примера стопу, можно видеть, что точкой опоры (ось вращения) служат головки плюсневых костей, точкой приложения мышечной силы (трёхглавая мышца голени) является пяточная кость, а точка сопротивления (тяжесть тела) приходится на место сочленения костей голени со стопой (голеностопный сустав). В этом рычаге происходит выигрыш в силе (плечо приложения силы длиннее) и проигрыш в скорости перемещения точки сопротивления (её плечо короче).

У второго вида одноплечевого рычага - " рычаг скорости " - плечо приложения мышечной силы короче, чем плечо сопротивления, где приложена противодействующая сила, сила тяжести. Для преодоления силы тяжести, точка приложения которой отстоит на значительное расстояние от точки вращения в локтевом суставе (точка опоры), необходима значительно большая сила мышц сгибателей, прикрепляющихся вблизи локтевого сустава (в точке приложения силы). При этом происходит выигрыш в скорости и размахе движения более длинного рычага (точка сопротивления) и проигрыш в силе, действующей в точке приложения этой силы.

Рычаг равновесия.	Рычаг силы.	Рычаг скорости.
А - точка опоры. Б - точка приложения силы. В - точка сопротивления.

Т.о. чем дальше от места опоры будут прикрепляться мышцы, тем выгоднее, ибо благодаря увеличению плеча рычага лучше может быть использована их сила.

Т.к. движения совершаются в двух противоположных направлениях (сгибание-разгибание, приведение-отведение и др.), то для движения какой-либо одной оси необходимо не менее двух мышц, располагающихся на противоположных сторонах. Такие мышцы, действующие во взаимно противоположных направлениях, называются антагонистами. При каждом сгибании действует не только сгибатель, но обязательно и разгибатель, который постепенно уступает сгибателю и удерживает его от чрезмерного сокращения. Поэтому антагонизм обеспечивает плавность и соразмерность движений. Каждое движение т.о. есть результат действия антагонистов.

В отличие от антагонистов, мышцы, равнодействующая которых проходит в одном направлении, называются синергистами. В зависимости от характера движения и функциональной комбинации мышц, одни и те же мышцы могут выступать то как синергисты, то как антагонисты.

Тело человека и его части, при сокращении соответствующих мышц изменяют своё положение, приходят в движение, преодолевают сопротивление силы тяжести или, наоборот, уступают этой силе. В других случаях при сокращении мышц тело удерживается в определённом положении без выполнения движения. Исходя из этого различают преодолевающую, уступающую и удерживающую работу мышц:

Преодолевающая работа - сила сокращения мышцы изменяет положение части тела, конечности, или её звена, с грузом или без него, преодолевая силу сопротивления.

Уступающая работа - сила мышцы уступает действию силы тяжести части тела (конечности) и удерживаемого её груза. Мышца работает, однако она не укорачивается при этом виде работы, а удлиняется, например, когда тело, имеющее большую массу, невозможно поднять или удержать на весу. При большом усилии мышц приходится опустить это тело на пол или на другую поверхность.

Удерживающая работа - силой мышечных сокращений тело или груз удерживается в определённом положении без перемещения в пространстве. Например, человек стоит или сидит не двигаясь, или держит груз. Сила мышечных сокращений уравновешивает вес тела или груза, при этом мышцы сокращаются изометрически, т.е. без изменения их длины.

Преодолевающая и уступающая работа, когда сила мышечных сокращений обусловлена перемещением тела или его частей в пространстве, можно рассматривать как динамическую работу. Удерживающая работа, при которой движения всего тела или части тела не происходит, является статической.

Взято с http://www.antidoping-center.narod.ru/nauka

Дата добавления: 2015-05-29