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.

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.

Расположение мышцы относительно оси сустава и звена в данный момент движения влияет, во-первых, на величину плеча силы, а стало быть, и величину момента силы тяги. При острых (менее 45°) и тупых (более 135°) углах вращающая тяга меньше укрепляющей. Во-вторых, расположение мышцы влияет на направление тяги мышцы. Напряженная мышца стремится сблизить места прикрепления (центры их площадей) обоих своих концов. Только если брюшко или сухожилие переходит через костный выступ (блок), то направление тяги определяется прямой, соединяющей середину толщи мышцы над этим блоком с местом ее прикрепления.

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.

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, каковосоотношение движущей силы и соответствующего сопротивления.

Наконец, особо важны начальные условия враще­ния — положение звеньев пары и скорость их движения (направление и величина) в момент при­ложения силы. От них за­висит эффект тяги мышцы:

ускорение движения, за­медление его или измене­ние направления, измене­ние величины и направления скорости одновременно.

В кинематических це­пях действуют те же фак­торы, определяющие результат тяги каждой мышцы. Но так как в кинематической цепи все звенья так или иначе взаимосвязаны, то в каждом конкретном случае лишь совокуп­ность всех факторов определяет, результат работы мышц в целом.