Работа мышц

Принцип рычага. Сокращаясь, мышцы выполняют рабо­ту, либо закрепляя положение костей в суставе и делая движение невозможным, либо, наоборот, изменяя их взаимное положение, т. е. производя движение. В первом случае говорят остатиче-__сксш, а во втором — о динамической работе мышц^И та~и другая работа в основном осуществляется по принципу рычага. В рыча­гах, которыми мы пользуемся в жизни, я-очка приложения дейст­вующей силы, как правило, находится на значительно, большем расстоянии от точки опоры, чем точка приложения противодей­ствующей силы. Такие рычаги позволяют даже при небольшом усилии преодолеть значительное сопротивление.

Рис. 16. 1. Схемы действия за­тылочных мышц (А), сгибате­лей руки в локте (5) и икро­ножной мышцы (В):

О— точка опоры, F— точка прило­жения силы (место прикрепления мышцы); Р — точка приложения противодействия Для сравнения по­казана схема поднятия крышки палкой при подобном же распо­ложении

В рычагах нашего тела точки приложения усилия и противо­действия обычно расположены иначе: ближе к точке опоры нахо­дится место прикрепления мышцы^ т. е. действующей силы. Поэто­му, чтобы преодолеть противодействие, мышцы должны развивать очень большую силу (рис. 16). Когда человек поднимает в согну­той руке гирю в 10 кг, соответствующие мышцы напрягаются с силой более 100 кг. Однако в размахе движения получается боль­шой выигрыш.. Таким образом, затрата огромных усилий компен­сируется возможностью измерять производимые движения не мил­лиметрами, а десятками сантиметров.

Дозирование мышечных усилий. Максимальное напряжение мышцы далеко не всегда необходимо. Чаще всего движения требу­ют небольших усилий. Каждая мышца может строго дозировать

усилие путем вовлечения в сокращение разного количества воло­кон. Если бы сократилось только одно волокно, напряжение мыш­цы практически не изменилось бы. При сокращении 10% всех во­локон мышца может развить силу, достаточную, чтобы произвести движение.

Как правило, количество одновременно сокращающихся воло­кон невелико. Обычно различные группы волокон сокращаются поочередно, благодаря чему мышца может работать без устали в течение длительного времени: одни волокна сокращаются, дру­гие отдыхают.

Нервная система, управляя движениями тела, заставляет мыш­цы работать в той мере, как это необходимо в каждый данный мо­мент. Мышцы работают экономно и очень производительно. Об этом свидетельствует их высокий коэффициент полезного действия (как известно, в паровых машинах в работу превращается при­мерно 15% затраченной энергии, остальное ее количество превра­щается в тепло). У человека коэффициент полезного действия мышц, подобно двигателям внутреннего сгорания, может дости­гать 25% и даже 35%.

Статическая и динамическая работа мышц. Человек может дли­тельное время стоять или сидеть, сохраняя одну и ту же позу_^а- тическсс нппрл;ггттир которое обеспечивает ее поддержание, при­ нято называть мы.щр.чны.м гпнуг.пм При такой работе напряжение мышц обычно невелико, но оно должно поддерживаться в течение длительного времени. Это возможно потому, что одновременно со­кращается относительно небольшая_ часть мыш'ёчн^П!~'"во.1ик'Он, а остальные отдыхают.

"Однако в некоторых случаях статическая работа мышц может быть очень напряженной, н&нрГимер при удержании штанги, при некоторых упражнениях на кольцах или параллельных брусьях Такая работа требует одновременного сокращения всех или почти всех волокон мышц^ и "может продолжаться лишь очень короткое время, например одну или несколько секунд,^

При динамической работе поочередно сокращаются различные группы мышц, причем некоторые мышцы работают то динамиче-" ски, производя движение в суставе, то статически, обеспечивая на некоторое время неподвижность костей того же сустава. Степень напряжения мышц может быть очень различной.

Оптимальные условия работы мышц. Работоспособность мыш­цы в сильной степени зависит от условий ее деятельности. Опыт показывает, что работа мышц достигает максимума при некоторой средней (оптимальной) нагрузке, снижаясь при слишком большой нагрузке. Работа мышцы снижается и в том случае, когда сокра­щения становятся слишком частыми. Пользуясь специальным при­бором (эргографом), можно зарегистрировать мышечную работу при сгибании пальца руки. При каждом сгибании пальца мышцы производят раооту по поднятию перекинутого через

^

блок груза. На шнуре неподвижно укреплен специальный писчик, заостренный конец которого ходит по закопченной поверхности движущегося барабана — кимографа. При частых движениях паль­ца (2 раза в секунду)- быстро наступает утомление мышц: высота сокращения постепенно падает, а через короткое время груз совсем перестает подниматься. При более редких движениях мышцы успе­вают после каждого сокращения отдохнуть, и'в результате даже через 10 минут незаметно каких-либо признаков утомления.

Выполняя ту или иную мышечную работу, мы можем по жела­нию менять силу и быстроту движений. При этом будет меняться и количество выполненной работы. Чрезмерная нагрузка или чрез­мерное учащение темпа ведут к быстрому утомлению работающих мышц и резкому уменьшению количества выполненной работы.

Для каждой физической работы можно подобрать темп и на­грузку так, чтобы получить наибольшую производительность при наименьшем утомлении. Для многих физически здоровых и креп-еких людей ходьба со скоростью 5—5,5 км.1час наиболее благопри­ятна, так как дает наибольшую работу при наименьшем утомле-Мии. При ходьбе с грузом или при подъеме в гору оптимальный, т. е. наилучший, темп ходьбы оказывается более медленным,