Зависимость нагрузка – скорость сокращения мышц

Спортивная деятельность требует от человека преимуществен-но быстрых и сильных движений и, следовательно, специального внимания к развитию быстрой силы. А поскольку сила развива-ется главным образом посредством упражнений с отягощением, необходимо четко представлять зависимость между его весом и скоростью сокращения мышц.

Для описания соотношения между скоростью изотонического сокращения возбужденной мышцы и преодолеваемой нагрузкой предложен ряд математических формул, дающих хорошее совпа-дение с экспериментальными данными (W. Fenn, В. Marsh, 1935; A. Hill, 1938; М. Роlissar, 1952; X. Aubert, 1956). Наибольшее рас-пространение получило характеристическое уравнение мышеч-ной динамики Хилла:

(Р + a) (v + b) = (Р₀ + а) b = const.

Графически оно выражается гиперболой (рис. 39) с асимпто-мами, параллельными главным осям координат и отстоящими от последних соответственно на a и b. Параметры а и b – константы, имеющие размерность силы и скорости. Они могут быть опреде-лены из динамических экспериментов или из измерений тепло-продукции мышц (А. Hill, 1950; В. Katz, 1939).

Таким образом, характеристическое уравнение устанавливает функциональную связь между величиной поднимаемого груза (Р)

– 96 –

и максимальной скоростью мы-

шечного сокращения (V). Оно

показывает, что скорость укоро-

чения мышцы

гиперболически

уменьшается с увеличением на-

грузки, и так как всякое гипер-

болическое

уравнение

можно

привести к формуле ху = const,

то очевидно, что скорость сокра-

щения мышцы и нагрузка связа-

Рис. 39. Кривая зависимости

ны обратно

пропорциональной

зависимостью. Причем важно от-

между нагрузкой и скоростью

метить, что возможные значения

сокращения мышц на примере

разгибания ноги

силы и скорости (Р и V) при раз-

ных отягощениях зависят от мак-

симального силового потенциала

(Р0), измеряемого в изометриче-

ских условиях.

Нагрузка определяет и такую

важную

механическую

характе-

ристику,

как

мощность

работы

мышц. Если рассмотреть процесс

сокращения

мышц, в

котором

переменными,

осуществляющи-

ми связь с нагрузкой, являются

сила F и скорость сокращения V,

то зависимость между ними на

примере

сгибателей предплечья

будет выглядеть так, как пока-

Рис. 40. Изменение величины

зано на рис. 40. Следовательно,

мощности мышцы как функции

мощность работы мышц, опреде-

скорости сокращения

ляемая произведением этих пере-

(по D. Wilkie, 1950)

менных (N=FV), достигает своего максимума примерно при ¹/₃ максимальной скорости сокращения мышц и ¹/₄ ее максимальной силы (D. Wilkie, 1950). Иными словами, максимально возмож-ную мощность работы мышцы могут проявить в том случае, если внешнее сопротивление будет подобрано таким образом, чтобы при его перемещении они развивали силу, составляющую 25% от силы, которую способны развить.

Таким образом, математический смысл характеристического уравнения мышечной динамики выпукло рисует диалектическое

– 97 –

противоречие между весом отягощения и скоростью движения.

И если это противоречие не имеет значения при развитии аб-солютной силы мышц, то оно превращается в проблему, когда дело касается быстрой силы. В какой мере эта проблема реше-на на сегодняшний день, будет видно в ходе дальнейшего изло-жения.