Лекция № 12.

5. Механическое действие мышц

Механическое действие мышц проявляется в основном как тяга. Мышечная тяга характеризует величину приложенной силы мышц и ее направление — она образуется при суммировании сил тяги всех ее волокон.

5.1. Величина и направление тяги мышцы

Тяга мышцы зависит от совокупности механических, анатомиче­ских и физиологических условий.

К механическим условиям относится нагрузка — как растяги­вающая мышцу, так и противодействующая ее сокращению. С увел и ч е н и е м длины растягиваемой мышцы растет ее уп­ругое напряжение (если возбуждение неизменно). Это осо­бенно выражено при больших растягиваниях, в связи с проявлением нелинейной упругости. Сила тяги мышцы нарастает лишь до известного предела увеличения нагрузки, после которого дальнейший рост на­грузки уже не вызывает увеличения силы тяги мышцы.

-V Растягивание Сокращение +V

Скорость

Рис. 10. Зависимость между быстротой сокращения и напряжением мышцы (схема по Абботту и др.)

С увеличением преодолеваемой нагрузки (в известных пределах) сила тяги мышцы становится больше, но быстрота сокращения падает (рис. 10). Однако при уступающей работе, выполняе­мой с ускорением, напряжение мышцы растет. Большая сила тяги может проявится также при большом ускорении тела, имеющего малую массу. В связи с этим от выбора отягощений и режима работы мышц при подборе упражнений для воспитания сило­вых качеств¹ зависит ход развития тех или иных сторон силовой под­готовки.

К анатомическим условиям проявления тяги мышцы относятся строение мышцы и ее расположение (в данный момент движения). От строения мышцы зависит ее физиологический поперечник, кото­рый определяют по сечению, проходящему через все волокна в мышце перпендикулярно их осям. Но дело не только в суммарной силе тяги всех волокон мышцы. От расположения волокон зависит и степень нелинейности упругих свойств. Так, в мыш­цах с косым ходом волокон при малом растяжении происходит очень большое увеличение упругих сил.

Физиологические условия, определяющие величину тяги мышцы, в основном сводятся к условиям в о з б у ж.д е н и я мышцы и его изменения, в частности при утомлении. Как известно, пучок от 10 до 3000 мышечных волокон (мион) иннервируется одним нервным волокном — отростком одной двигательной нервной клетки передних рогов серого вещества спинного мозга. От количества возбужденных мионов в основном зависит сила тяги мышцы. Максимальное возбуж­дение наибольшего количества мионов обеспечивает наибольшую силу тяги мышцы.

В связи с утомлением существенно изменяется работоспособность мышцы. Это следует учитывать при биомеханическом исследовании спортивной техники.

5.2. Результат тяги мышцы

Результат приложения тяги мышцы в кинематической цепи зави­сит от: а) закрепления звеньев; б) соотношения сил, вызываю­щих движение, и сил сопротивления, в) начальных условий вра­щения.

Чтобы определить результат тяги мышцы, недостаточно установить величину и направление этой тяги. При различных условиях закрепле­ния звеньев одна и та же тяга приводит к неодинаковому результату — разным движениям звеньев в суставе. В кинематической паре может быть закреплено одно звено, или оба свободны, или оба закреплены (рис. 11). Соответственно возникнут уско­рения того или иного звена, либо обоих вместе (встречные движения), либо соединение будет фиксировано. Для двусуставной мышцы, не говоря уже о многосуставных, число возможных вариантов результата во много раз больше.

Когда одно или оба звена могут двигаться свободно, величина уско­рения зависит от вращающего момента, момента сил внешнего сопро­тивления и распределения масс звена. Иначе говоря, движение зависит от тог о, каково соотношение движущей силы и соответствующего сопротивления.