Определение статическая работа. Динамическая и статистическая работа мышц

Движения человеческого тела осуществ-ляются благодаря работе определенных групп мышц. Мышцы связаны со специальными не-рвными клетками и их волокнами. Каждая из двигательных нервных клеток, то есть каж-дый мотонейрон, посредством своих волокон вступает в связь с десятками и сотнями мы-шечных волокон. При возбуждении мотонейрона из концевой части его волокна выделя-ются химические вещества, которые, дей-ствуя на мышечное волокно, возбуждают его и в результате мышца сокращается, выпол-няя определенную работу.

Различают два вида работы скелетных мышц: статическую и динамическую.

Статическая работа мышц

В ре-зультате статической работы мышц тело человека и его отдельные части удержива-ются в течение определенного времени в необходимом положении. Сюда относятся, например, прямая стойка, положение от-веденных в сторону или вверх рук, предстартовое положение и др. Статическая работа не приводит тело в движение, а только обеспечивает удерживание его в нужном положении в течение оп-ределенного времени (рис. 20).

Динамическая работа мышц

В результате динамической работы мышц тело человека и его отдельные части производят раз-нообразные движения- Например, ходьба, бег, прыжки, произно-шение слов и др. (рис. 21, 22).

При вы-полнении мышцами работы че-рез определенное время наступа-ет их утомление. Причина этого заключается в следующем:

Во-первых, наступает утомление нервных клеток мозга, регу-лирующих работу мышц, в результате длительного их возбуждения, процессы возбуждения в них снижаются, клетки переходят в состо-яние торможения .

Во-вторых, в результате длительного физического труда в мышечных волокнах истощаются запасы питания, поэтому исто-щается и энергия, необходимая для выполнения мышечной работы.

В-третьих, при выполнении работы в течение короткого вре-мени, но с большой скоростью, в организме наступает кислород-ное голодание. Материал с сайта

При наступлении утомления сила сокращения мышечных воло-кон начинает постепенно уменьшаться и мышечные волокна, все больше и больше расслабляясь, перестают сокращаться. В результате этого движение постепенно замедляется и затем прекращается пол-ностью. Утомленные мышечные волокна иногда не могут расслабиться после сокращения, такое состояние называется контрактурой мышц (или судорогами). Иногда при быстром беге она наблюдается в ик-роножных мышцах.

На этой странице материал по темам:

Статическая работа.

Она характеризуется тем, что напряжение мышц развивается без изменения длины последних и без активного перемещения конечностей и всего тела.
При статическом усилии с точки зрения физики внешняя механическая работа отсутствует, однако в физиологическом смысле она характеризуется теми активными процессами, которые протекают в нервно - мышечном аппарате и центральной нервной системе, обеспечивая поддержание напряженного состояния мышц.

Статическая работа характеризуется быстрым утомлением, поскольку напряжение мышц длится непрерывно, без пауз, не допуская отдыха. При статической работе кровообращение в мышцах затруднено, что приводит к застою крови и накоплению неокисленных продуктов в организме в целом. При статической работе наблюдается незначительное увеличение потребления кислорода, но после её прекращения потребление кислорода резко возрастает и усиливается кровоток (феномен Лингарда , рис.).

В ряде случаев и другие физиологические показатели (частота пульса, дыхание и др.) непосредственно
после статической работы увеличиваются. При длительном поддержании статического напряжения утомление мышц, сочетаясь с недостаточным кровоснабжением, может привести к развитию заболеваний мышечной и нервной систем.

Динамическая работа.

Это процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также тела человека или его частей в пространстве. Динамическая работа всегда в какой-то степени сочетается со статической.
Динамическая работа бывает: общая, региональная и локальная . Общая мышечная работа выполняется более чем двумя третями массы скелетной мускулатуры. Это работы, где полностью или в значительной степени отсутствует механизация. Такие виды работ характеризуются высокими энергетическими затратами, низкими интеллектуальными и эмоциональными напряжениями.
Динамика потребления О2 в процессе динамической (физической) работы приведена
на рис.
t, мин

В начале работы наблюдается постепенное возрастание потребления О 2 . Оно происходит до тех пор,
пока не будет исчерпана ёмкость кислородоснабжающих органов и не достигнут предельный уровень потребления О 2 данным индивидуумом, так называемый кислородный потолок .

Если затраты энергии (потребление кислорода как показатель энергозатрат) не выше кислородного потолка, наступает равновесие между скоростью образования и удаления продуктов распада.
При более высоких энергозатратах образуется кислородный дефицит и в организме идут накопление недоокислившихся продуктов, загрязнение организма, приводящее к появлению усталости.
Доокисление в организме продуктов жизнедеятельности происходит после окончания работы - идёт погашение кислородного долга .

Кислородный долг рассматривается как часть кислородного запроса. Кислородный запрос - это количество кислорода израсходованного на протяжении работы и ближайшего восстановительного периода.

Динамическая работа менее утомительна, благодаря чередованию процессов сокращения и расслабления мышц, имеются паузы, во время которых нервные центры не посылают импульсов к мышцам и отдыхают.

Региональная мышечная работа выполняется мускулатурой плечевого пояса и рук. В ней участвуют от 1/3 до 2/3 массы
скелетной мускулатуры. Локальная мышечная работа выполняется менее 1/3 скелетных мышц. В условиях современного производства выполняются в основном региональная или локальная мышечная работа, требующие точности, координированности и быстрых движений.

Динамическая работа характеризуется изменением длины мышц при их напряжении и перемещением в пространстве какого-либо звена двигательного аппарата человека. Динамическая работа внешне воспринимается как эффективная; мы наблюдаем перемещение предметов труда, инструмента и т.д. В связи с этим динамическую работу всегда можно измерить в показателях механической работы. Чаще всего единицей измерения динамической работы является килограммометр (кг/м).

Динамическая работа представляет собой наиболее распространенный вид деятельности двигательного аппарата человека в процессе труда. Причем динамическая работы выступает в определенном сочетании со статической. Задача физиологии труда заключается в том, чтобы на основе изучения закономерностей двигательного аппарата человека разработать наиболее рациональные приемы и движения, найти пути наиболее эффективного его использования.

Статическая работа (напряжение, усилие) характеризуется тем, что напряжение мышц при ней развивается без изменения длины и без активного перемещение движущихся звеньев и всего тела. Статическая работы в процессе труда связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с созданием рабочей позы.

Статическую работы нельзя измерять обычными показателями механической работы. При ней не наблюдаются какие-либо энергичные движения, перемещения предметов. Однако статическая работа сопровождается расходом энергии и быстро вызывает утомление.

Во время статического напряжения потребление кислорода организмом не только не увеличивается, но даже уменьшается. Сразу же после прекращения статической работы резко возрастает потребление кислорода, происходит усиление кровотока.

Сила - мера механического воздействия на мышцу со стороны других тел, которая выражается в ньютонах или кг-силах. При изотоническом сокращении в эксперименте сила определяется массой максимального груза, который мышца может поднять (динамическая сила), при изометрическом - максимальным напряжением, которое она может развить (статическая сила).

Одиночное мышечное волокно развивает напряжение в 100-200 кг-сил во время сокращения.

Степень укорочения мышцы при сокращении зависит от силы раздражителя, морфологических свойств и физиологического состояния. Длинные мышцы сокращаются на большую величину, чем короткие.

Незначительное растяжение мышцы, когда напрягаются упругие компоненты, является дополнительным раздражителем, увеличивает сокращение мышцы, а при сильном растяжении сила сокращения мышцы уменьшается.

При изометрическом и изотоническом сокращении мышца совершает работу.

Оценивая деятельность мышц, обычно учитывают только производимую ими внешнюю работу.

Работа мышцы, при которой происходит перемещение груза и костей в суставах называется динамической.

Работа (W) может быть определена как произведение массы груза (Р) на высоту подъема (h)

W= P·h Дж (кг/м, г/см)

Установлено, что величина работы зависит от величины нагрузки. Зависимость работы от величины нагрузки выражается законом средних нагрузок: наибольшая работа производится мышцей при умеренных (средних) нагрузках.

Максимальная работа мышцами выполняется и при среднем ритме сокращения (закон средних скоростей).

Мощность мышцы определяется как величина работы в единицу времени. Она достигает максимума у всех типов мышц так же при средних нагрузках и при среднем ритме сокращения. Наибольшая мощность у быстрых мышц.

Статическая работа характеризуется тем, что напряжение мышц развивается без измене­ния длины последних и без активного перемещения конечностей и всего тела. При статическом усилии с точки зрения физики внешняя механическая работа отсутствует, однако в физиологическом смысле она характеризуется теми активными процессами, которые протекают в нервно - мышечном аппарате и центральной нервной системе, обеспечивая поддержание напряженного состояния мышц. Статическая работа характеризуется быстрым утомлением, поскольку на­пряжение мышц длится непрерывно, без пауз, не допуская отдыха. При статической работе кровообращение в мышцах затруднено, что при­водит к застою крови и накоплению неокисленных продуктов в организме в це­лом. При статической работе наблюдается незначительное увеличение потреб­ления кислорода, но после её прекращения потребление кислорода резко возрастает и усиливается кровоток.

В ряде случаев и другие физиологические показатели (частота пульса, дыхание и др.) непосредственно после статической работы увеличиваются.

При длительном поддержании статического напряжения утомление мышц, сочетаясь с недостаточным кровоснабжением, может привести к разви­тию заболеваний мышечной и нервной систем.

Динамическая рабо та менее утомительна, благодаря чередованию процес­сов сокращения и расслабления мышц, имеются паузы, во время которых нерв­ные центры не посылают импульсов к мышцам и отдыхают.

Динамическая работа – это процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также тела человека или его частей в пространстве. Динамическая работа всегда в какой-то степени сочетается со статической. Динамическая работа бывает: общая, региональная и локальная. Общая мышечная работа выполняется более чем двумя третями массы скелетной мускулатуры. Это работы, где полностью или в значительной степе­ни отсутствует механизация. Такие виды работ характеризуются высокими энергетическими затратами, низкими интеллектуальными и эмоциональными напряжениями. Динамика потребления О 2 в процессе динамической (физической) работы приведена на рис.

t, мин

В начале работы наблюдается постепенное возрастание потребления О 2 . Оно происходит до тех пор, пока не будет исчерпана ёмкость кислородоснабжающих органов и не достигнут предельный уровень потребления О 2 данным индивидуумом, так называемый кислородный потолок.

Если затраты энергии (потребление кислорода как показатель энергоза­трат) не выше кислородного потолка, наступает равновесие между скоростью образования и удаления продуктов распада. При более высоких энергозатратах образуется кислородный дефицит и в организме идут накопление недоокислившихся продуктов, загрязнение орга­низма, приводящее к появлению усталости. Доокисление в организме продуктов жизнедеятельности происходит по­сле окончания работы - идёт погашение кислородного долга. Кислородный долг рассматривается как часть кислородного запроса. Ки­слородный запрос - это количество кислорода, израсходованного на протяже­нии работы и ближайшего восстановительного периода.

Региональная мышечная работа выполняется в мускула­турой плечевого пояса и рук. В ней участвуют от 1/3 до 2/3 массы скелетной мускулатуры. Локальная мышечная работа выполняется менее 1/3 скелетных мышц. В условиях современного производства выполняются в основном регио­нальная или локальная мышечная работа, требующие точности, координированности и быстрых движений.

Любая физическая работа может быть подразделена на динамическую (динамический режим) и статическую (статический режим).

Статический режим наблюдается при сохранении положений звеньев тела. При этом, отсутствуют заметные движения в суставах, нет внешнего механического эффекта.

Все виды статической работы мышц представляют собой один механический процесс – уравновешивание сил рычага или системы рычагов.

С точки зрения биомеханики различают 3 качественных различия статической деятельности мышц .

1. Удерживающая работа мышц совершается против момента силы тяжести, то есть моментами силы тяги мышц уравновешиваются моменты сил тяжести звеньев человеческого тела.

2. Укрепляющая работа мышц совершается против сил тяжести, действующих на разрыв сочленений костей; силы мышечной тяги укрепляют суставы, принимая на себя почти всю нагрузку.

3. Фиксирующая работа мышц совершается против сил тяг мышц - антогонистов и других сил; при этом силы мышечной тяги лишают звено возможности движения. Действуя друг против друга.

Динамический режим мышечной деятельности вызывает движение звена или звеньев тела, при этом расстояние между точками прикрепления мышцы изменяется.

В его основе лежит ауксотоническое сокращение мышц, где укорочение мышцы сочетается с развитием в ней напряжения.

Динамическая работа – работа, при которой мышцы приводят в движение части тела человека, и тело перемещается в отношении опоры, земной или водной поверхности. Эта работа имеет физическое выражение, может быть определен коэффициент полезного действия.

Мышечные усилия (но не сокращения) могут быть подразделены на: 1) поддерживающие, преодолевающие и уступающие, 2) концентрические (укорочение мышц) и эксцентрические (удлинение мышц).

Различают 2 вида динамической работы мышц: преодолевающую и уступающую.

Преодолевающая работа мышц сопровождается ее ускорением: мышца совершает положительную работу, ее тяга направлена на увеличение скорости звена.

В некоторых движениях, преимущественно замедленных, преодолевающая работа мышц сохраняется до конца движения в данном направлении (например, при подтягивании в висе) и это называется непрерывной тягой .

При быстрых движениях (скоростных, скоростно-силовых) преодолевающая работа наблюдается только в начальной точке движения, когда звену сообщается положительное ускорение – совершается разгон звена. В дальнейшем мышцы выключаются из работы, и движение продолжается по инерции. Такая преодолевающая работа называется начальной тягой в движении или боллистической работой мышц.

Уступающая работа мышцы сопровождается ее растяжением, при этом мышцей производится отрицательная работа, так как ее тяга направлена на уменьшение скорости. Это является причиной много­численных травм у спортсменов (например, разрыва ахиллова сухожилия у спринтеров и прыгунов в длину).

Уступающая работа производится только мышцами – антогонистами, но она иногда может быть вредной, если преждевременно тормозит движение звена и мешает преодолевающей работе других мышц.

Однако, чаще работа мышц-антагонистов почти во всех движениях играет очень важную управляющую роль:

а) мышцы – антагонисты данного движения притормаживают звено, регулируют скорость движения звена;

б) мышцы – антагонисты останавливают звено в заданном положении;

в) направление тяги антагонистических групп мышц регулируют направление движений, то есть управляет движением звена в 2-х и 3-х осных суставах.