Определение абсолютной силы и работы выполняемой мышцей лягушки при разных нагрузках
При подъеме груза массой (m) работа (А) определяется произведением силы тяжести, действующей на тело, на высоту подъема (h):
А= m h.
Работа мышцы возрастает при увеличении массы поднимаемого груза, но до известного предела: при большой массе груза высота подъема оказывается столь малой, что работа либо сильно уменьшается, либо вообще не производится.
О с н а щ е н и е: кимограф, вертикальный миограф, универсальный штатив, электронный стимулятор, набор препаровальных инструментов, раствор Рингера для холоднокровных животных. Работу проводят на лягушке.
С о д е р ж а н и е р а б о т ы:
Приготовьте нервно мышечный препарат изолированной икроножной мышцы лягушки и укрепите его в миографе. Электроды расположите для непрямого раздражения мышцы. Включите стимулятор и подберите величину раздражения для получения максимального сокращения мышцы – оптимум силы. Результат сокращения зафиксируйте на кимографе.
Перед началом эксперимента измерьте диаметр мышцы в самом широком месте и найдите площадь ее поперечного сечения.
Постепенно нагружая мышцу все большим грузом, регистрируйте на кимографе амплитуду ее сокращения. Запись следует производить на остановленном кимографе, вращая его рукой после каждого записанного сокращения.
Найдите максимальный груз, при котором мышца уже не может укорачиваться. Это и будет величиной абсолютной силы мышцы в граммах.
Рис.1. Кимограмма изменения силы сокращения икроножной мышцы лягушки при увеличении поднимаемого груза.
Оформление протокола.
- Измерив по показателям на кимограмме (Рис 1) амплитуду сокращения мышцы для каждого груза, рассчитайте работу, выполняемую мышцей при подъеме каждого из этих грузов по формуле:
А= m h.
Где А – совершенная работа; m – поднимаемый груз, h – высота на которую был поднят груз.
- Результат оформите в виде таблицы:
Мышца Ø = 0,9 см.
| Поднимаемый груз (г) | 450 | 500 | ||||||||
| Укорочение мышцы (см) | ||||||||||
| Выполненная работа (г/см) |
- Постройте график отражающий зависимость между величиной поднимаемого груза и выполняемой при этом работой.
- Сделайте вывод о влиянии величины груза на эффективность совершаемой работы.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- Разделите величину абсолютной силы мышцы в граммах на площадь поперечного сечения и найдите относительную силу мышцы в г/см2
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- Проделайте тоже самое, для трёх мышц, данные о которых приведены ниже – рассчитайте работу, постройте графики, найдите относительную силу.
Мышца Ø = 0,8 см.
| Поднимаемый груз (г) | 450 | 500 | ||||||||
| Укорочение мышцы (см) | 2,4 | 2,2 | 1,8 | 1,55 | 1,2 | 0,9 | 0,65 | 0,35 | 0,05 | ¾ |
| Выполненная работа (г/см) |
Мышца Ø = 1,1 см.
| Поднимаемый груз (г) | 450 | 500 | ||||||||
| Укорочение мышцы (см) | 2,1 | 1,9 | 1,85 | 1,6 | 1,45 | 1,2 | 1,0 | 0,6 | 0,2 | 0,05 |
| Выполненная работа (г/см) |
Мышца Ø = 0,65 см.
| Поднимаемый груз (г) | ||||||||||
| Укорочение мышцы (см) | 1,6 | 1,4 | 1,25 | 1,15 | 0,9 | 0,75 | 0,4 | 0,1 | ¾ | |
| Выполненная работа (г/см) |
Мышца 1. Мышца 2.
Мышца 3.
Относительная сила:
Мышца 1____________________________
___________________________________________
Мышца 2____________________________
___________________________________________
Мышца 3____________________________
___________________________________________
- Проанализируйте графики отражающие зависимость между величиной поднимаемого груза и выполняемой при этом работой всех мышц. Сделайте заключение о том, какая из всех мышц выполняет работу лучше. Ответ обоснуйте
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- Рассчитайте и сравните относительную силу мышц. Сделайте вывод о значении мышечной гипертрофии в обеспечении абсолютной и относительной силы мышцы.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------