Робота й сила м 'язів

Оскільки кінці м'яза фіксовані на костях, то крапки її початку й прикріплення при скороченні наближаються друг до друга, а самі м'язи при цьому виконують певну роботу. Тіло людини або його частини при скороченні відповідних м'язів змінюють своє положення, починають рухатися, переборюють опір сили ваги або, навпаки, уступають цій силі. В інших випадках при скороченні м'язів тіло втримується в певнім положенні без виконання руху. Виходячи із цього розрізняють що переборює, що уступає й утримує роботу м'язів.

Робота, що переборює, м'язів виконується в тому випадку, якщо сила скорочення м'яза змінює положення частини тіла, кінцівки або її ланки, переборюючи силу опору.

Що уступає називають роботу, при якій сила м'яза уступає дії сили ваги частини тіла (кінцівки) і утримуваного нею вантажу. М'яз працює, однак вона не коротшає при цьому, а навпаки, подовжується, наприклад, коли неможливо підняти або удержати у висячому положенні предмет, що має більшу масу. При великому зусиллі м'язів доводиться опустити це тіло на підлогу або на іншу поверхню.

Утримуюча робота виконується, якщо силоміць м'язових скорочень тіло або вантаж утримується в певнім положенні без переміщення в просторі: наприклад, людина коштує або сидить, не рухаючись, або тримає вантаж у тому самий положенні. Сила

м'язових скорочень урівноважує масу тіла або вантажу. При цьому м'язи скорочуються без зміни їхньої довжини (ізометричне скорочення).

Що переборює й уступає роботові, коли сила м'язових скорочень переміщає тіло або його частини в просторі, розглядають як динамічну роботові. Утримуюча робота, при якій рухові всього тіла або частини тіла не відбувається, є статичною роботою.

Кожний рух, вироблений людиною, будь-яку положення, що займає його тіло, вправу, що він виконує, обумовлені взаємодією зовнішніх і внутрішніх сил.

Зовнішні сили діють на організм ззовні або виникають при взаємодії із зовнішніми факторами — землею, суперником, різними предметами. Із цих сил найбільше значення має сила ваг, сила реакції опори, сила тертя, сила інерції, силаопору зовнішнього середовища.

Внутрішні сили виникають усередині організму. їх ділять на масивні й активні. До пасивного ставляться сила зластической тяги м'яких тканин (зв'язок, фасций, м'язів), сила опору костей, хрящів, сила молекулярного зчеплення синовіальної рідини в суглобах. До активних внутрішніх сил відносять < пі в кістякових м'язів.

На силу м'язів впливають їхня будова, розміри, форма. Одиночне м'язове волокно може розвивати напруга 0,1—0,2 р. Абсолютна сила,

І 2 ,

що доводити на 1 мм поперечного розрізу мяза, дорівнює в середньому 10 кг і коливається в різних м'язів від 6,24 до 16,8 кг. Сила м'яза прямо пропорційна кількості і м'язових волокон. Торба поперечних перерізів всіх м'язових волокон, наявних у м'язі, називається її фізіологічним поперечником. Анатомічний поперечник

м'яза дорівнює площі й поперечного перерізу м'язових волокон на розрізі, проведеному перпендикулярно до довжини м'яза.

Величина фізіологічного поперечника м'яза є орієнтовним показником сили м'яза. Анатомічний поперечник указує на розміри м'яза (товщину, ширину).

Величина фізіологічного поперечника залежить від будови м'яза. Фізіологічний поперечник тім більше, чим більше волокон доводити на одиницю поперечного переріза м'яза. В однопір'ястих і двуперистьіх м'язів, що мають значне число коротких м'язових волокон, що косо прикріплюються до сухожилля, фізіологічний поперечник більше, ніж у рівновеликих стрічкоподібних і веретеноподібних м'язів. Чим більше фізіологічний поперечник, тім більшу силу розвиває м'яз. Довгі м'язові волокна стрічкоподібних і веретеноподібних м'язів ідуть паралельно поздовжньої осі м'яза. Амплітуда м'язового скорочення прямо пропорційна довжині м'язових волокон.

Сила м'язового скорочення залежить також від місця прикріплення м'яза до кісткового важеля. Сила скорочення зростає при видаленні місця прикріплення м'яза від осі суглоба, на який вона діє. При наближенні місця прикріплення м'яза до осі суглоба сила дії м'яза знижується, але зростає швидкість рухові м'яза. Сила м'язової дії збільшується, якщо кут прикріплення м'яза (сухожилля) до кістки близький до 90 °. При цьому зростає корисна складова сили м'яза. Робота м'яза залежить також від величини області, на якій м'яз починається. При значній площі кісткового прикріплення м'яза її робота збільшується. При маленькій поверхні опори робота м'яза зменшується, при цьому можливі більше тонкі й швидкі рухи.

По характері дії м'яза умовно розділяють на "сильні" і "спритні". Сильні м'язи мають великий фізіологічний поперечник, більшу площу прикріплення до кістки, розвинену м'язову тканину. Прикладом служать більша сіднична або камбаловидного м'яза. Спритні м'язи мають невелику площу качану й прикріплення, близьке розташування до осі суглоба. Фізіологічний поперечник спритних м'язів невеликий, внутрім'язова сполучна тканина слабко виражена, довжина волокон значна. Спритні м'язи скорочуються з великою швидкістю й амплітудою, але з відносно невеликою силою. У порівнянні із сильними м'язами смороду швидше стомлюються. Прикладом спритних м'язів служать двоголовий м'яз плеча, кравецький м'яз.

У будь-якому русі бере доля трохи рухливих ланцюгів (костей), зв'язаних один з одним за допомогою різного роду з'єднань (суглобів) і м'язів, що діють на ці ланки (важелі). Такі ланки, що складаються з костей, їхніх з'єднань і м'язів, одержали назву кінематичних ланцюгів. Залежновід їхньої організації виділяють відкриті й замкнуті (закриті) кінематичні ланцюги.

Відкриті кінематичні ланцюги відрізняються наявністю вільного положення периферичної ланки. Прикладами таких ланцюгів є кінцівки при безопорному положенні кистей або стоп. Вільне положення кінцівок, що не опираються їм спортивний снаряд або інша опора, створює умови для виконання руху відповідно до форми суглобів і розташуванням м'язів.

Замкнуті кінематичні ланцюги не мають вільної периферичної ланки, вони мають кільцеподібну форму. Прикладом таких ланцюгів може служити грудино-реберно-позвоночний сегмент, що включає

хребець, що відповідають йому ребра й грудину разом з їхніми з'єднаннями. До замкнутих кінематичних ланцюгів ставляться й кінцівки, що опираються на поверхні спортивного снаряда. Всі види висів, упорів на руках, стійок на руках або ногах, положення "міст", вправи зі штангою при хваті обома кистями й інші аналогічні пози й рухи також є прикладами замкнутих ланцюгів.

Кісткові важелі.При своєму скороченні м'яза діють на кісткові важелі (кістки, з'єднані суглобами).

Важелем у механіку називають тверде тіло, що під дією зовнішніх сил може обертатися (повертатися) навколо точки опори. Відстань від точки опори до крапки додатка діючих сил на важіль називають плечем сил.

Головними силами, які необхідно враховувати при дії м'язів на кісткові важелі, є сила ваги (опору) і сила м'язової тяги (м'язова сила). Залежно від особливостей взаємини м'язів і костей, до яких ці м'язи прикріплені, від місця додатка сили ваги (опору) і м'язової сили в анатомії опорно-рухового апарата й у біомеханіці виділяють важелі першого й другого роду.

Важіль першого роду виділяють тоді, коли крапки опору й додатка м'язової сили перебувають по різні сторони (VI^і точки опори (суглоба). У важеля другого роду обидві сили (і сила опору, і м'язова сила) додаються по одну сторону від точки опори - від суглоба, але на різні відстані від її.

Важіль першого роду двуплечий; його називають важелем рівноваги. У цього важеля точка опори (суглоб) розташовується між крапкою додатка сили (сили м'язового скорочення) і крапкою опору

(сили ваги, маси органа, частини тіла). Прикладом такого важеля першого роду є з'єднання хребта із черепом.

Рівновага досягається за умови, коли обертаючий момент прикладеної сили (добуток сили, що діє на потиличну кістку, на довжину плеча, що дорівнює відстані від точки опори до крапки додатка сили) дорівнює обертаючому моменту сили ваги (добуток сили ваги на довжину плеча, рівну відстані від точки опори до крапки додатка сили ваги).

Важіль другого роду одноплечий. У біомеханіці (на відміну від механіки) він буває двох видів. Вид такого важеля залежить від місця розташування крапки додатка сили й крапки дії сили ваги, які й у тім, і в іншому випадку перебувають по одну сторону від точки опори. Перший вид важеля другого роду (важіль сили) має місце в тому випадку, якщо плече додатка м'язової сили довше плеча опору (сили ваги). Розглядаючи як приклад стопу, можна бачити, що точкою опори (вісь обертання в гомілковостопного суглоба) служать голівки костей плюсни, а крапкою додатка м'язової сили (триглавого м'яза гомілки) є п'яткова кістка.

Крапка опору (вага тіла) доводиться на місце зчленування костей гомілки зі стопою (гомілковостопний суглоб). У цього важеля є виграш у силі (плече додатка сили довше плеча сили опору) і програш у швидкості переміщення крапки опору (її плече коротше). У другого виду одноплечового важеля (важіль швидкості) плече додатка м'язової сили коротше, ніж плече опору, де прикладена протидіюча сила, сила ваги.

Для подолання сили ваги, крапка додатка якої відстоїть на значну відстань від крапки обертання в ліктьовому суглобі (точка опори), необхідна значно більша сила м'язів-згиначів, що прикріплюються поблизу від ліктьового суглоба (у крапці додатка сили). При цьому є виграш у швидкості й розмаху руху більше довгого важеля (крапка опору) і програш у силі, що діє в крапці додатка цієї сили.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Анатомо-біомеханічна характеристика положень і рухів тіла	\|	Загальний центр ваги, площа опори й рівновага тіла

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.002 сек.