Меню

Динамометрия измерение силы мышц курсовая



Динамометрия: измеряем мышечную силу

Динамометрия — метод измерения силы сокращения различных мышечных групп; позволяет определить симметричность (или степень асимметрии) работы мышечной системы.

В основе работы динамометра — физический закон Гука, постулирующий, что деформация, возникающая в любом упругом теле (например, пружине), прямо пропорциональна напряжению (приложенному к указанному телу усилию).

Как компенсация силы деформации, в теле возникает противодействующая сила упругости, стремящаяся вернуть телу исходную форму и размеры.

Динамометр — (от греч. δύναμις, «сила», μετρέω — «измеряю») —
представляет собой контрольно-измерительное устройство, один из основных приборов для измерения у человека момента силы.

Динамометрия: развитие метода измерения

Самым первым прибором, использовавшимся для измерения силы, были весы. Несколько веков назад, в эпоху Ренессанса (в XVIII столетии), впервые началось совершенствование динамометров (среди изобретателей-рационализаторов в списках числятся Ренье, Томпсон и Броун). В результате, на сегодняшний день, имеется очень много разновидностей этих приборов для самых разных нужд, различающихся по функциональной принадлежности, конструкционным особенностям силового звена, предназначению. Подобная гибкость обуславливает весьма широкий диапазон измерений усилия: от нескольких сотых долей ньютонов до нескольких десятков тысяч килоньютонов.
Медицинские динамометры представляют собой специализированные приборы для определения силы, выносливости. Анализ данных, полученных от динамометров, позволяет оценить общее состоянии мышц, уровень работоспособности.

В реабилитологии динамометры помогают контролировать восстановление больного после операций, травм, перенесенных заболеваний опорно-двигательного аппарата.

Как диагностический прибор, динамометр незаменим также для замеров тренировочных показателей силы мышц профессиональных спортсменов.

Для этих целей на практике применяют несколько типов динамометров:

  • кистевые динамометры показывают силу мышц-сгибателей пальцев;
  • становой динамометр — определяет «становую силу» — силу мышц-разгибателей туловища.

Динамометрия — проведение процедуры

Диагностика динамометрических показателей проводится следующим образом. Для выполнения измерений — определения сжимающей силы (так называемого «момента силы») сгибающих мышц, используется специально разработанное оборудование, определяющее силу давления пациентом на датчик. Динамометр также используется для диагностики состояния и функции рук пациентов, восстанавливающихся после травм. Авторское интервью Антона Броварника об измерении силы мышц можно прочесть здесь.

Программно-аппаратный комплекс расшифровывает показатели, в результате чего реабилитолог видит полную картину динамики лечения.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник

Влияние антропометрических показателей верхних конечностей на силу мышц кистей рук

Основные показатели силы мышц кистей рук человека и факторы, на них воздействующие. Динамометрия и зависимость силовых показателей от антропометрических данных рук. Исследование силовых показателей и работоспособности обеих рук у юношей и девушек.

Рубрика Медицина
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 22.12.2015
Размер файла 647,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа: страниц 24, таблиц 12, источников.

Объект исследования: показатели силы мышц кистей рук человека, антропометрические показатели верхних конечностей.

Цель работы: изучить влияние антропометрических показателей верхних конечностей на силу мышц кистей рук учащейся молодежи г. Гомеля.

Методы исследования: определение показателей силы мышц кистей рук методом динамометрии, определения антропометрических показателей верхних конечностей. Силу правой и левой кистей рук определяют с помощью кистевого динамометра. При замерах мышечной силы необходимо соблюдать ряд условий, прежде всего постоянство позы испытуемого. Замеры мышечной силы обеих рук повторяют по три раза как до, так и после работы. После этого испытуемый по команде экспериментатора через каждые 5 секунд выполняет одно максимальное усилие на динамометре, делая подряд 10 попыток.

Результаты исследований: в ходе исследования при помощи динамометра, было определено влияние антропометрических показателей верхних конечностей на силу мышц кистей рук учащейся молодежи г. Гомеля.

1. Обзор литературы

1.1 Скелетные мышцы

1.2 Антропометрия и динамометрия

1.3 Факторы, воздействующие на силу мышц

2. Объект, программа и методика исследований

3. Результаты исследований и их обсуждение

3.1 Изучение силовых показателей обеих рук у юношей

3.2 Изучение силовых показателей обеих рук у девушек

3.3 Изучение зависимости силовых показателей от антропометрических данных рук

Список использованных источников

Одним из показателей физического развития организма является сила мышц.

Оценку силовых качеств человека определяют методом кистевой динамометрии, позволяющей определить максимальную мышечную силу, показатель силы, уровень работоспособности мышц и показатель ее снижения.

При измерении положения суставов, кроме того меняются параметры костных рычагов, передающих мышечную силу. Наконец, после изменения взаимного расположения частей тела, в акт сокращения дополнительно включаются волокна других мышц.

Учитывая эти обстоятельства, при измерении изометрической силы необходимо строго соблюдать определенные позиции тела и угол соответствующих суставов. Несоблюдение этого правила может привести к значительным ошибкам. Сила идентичных групп мышц у разных людей неодинакова.

1. Обзор литературы

Строение мышцы. Мышца состоит из пучков поперечнополосатых мышечных волокон, соединенных рыхлой соединительной тканью в пучки первого порядка. Они, в свою очередь, объединяются в пучки второго порядка и т. Д. В итоге мышечные пучки всех порядков объединяются соединительной оболочкой, образуя мышечное брюшко. Соединительнотканные прослойки, имеющиеся между мышечными пучками по концам брюшка, переходят в сухожильную часть мышцы, крепящейся к кости. Во время сокращения происходит укорочение мышечного брюшка и сближение ее концов. При этом сократившаяся мышца с помощью сухожилия тянет за собой кость, которая выполняет роль рычага. Так совершаются разнообразные движения. [1, 2,]

Каждая мышца является целостным (отдельным) органом, имеющим определенную форму, строение и функцию, развитие и положение в организме. Мышцы обильно снабжены кровеносными сосудами и нервами. В каждом движении принимают участие несколько мышц. Мышцы, действующие совместно в одном направлении и вызывающие сходный эффект, называются синергистами, а совершающие противоположно направленные движения —антагонистами. Действия мышц нельзя сводить к выполнению только одной функции, так как они многофункциональны. Поскольку в каждом движении участвуют мышцы как одной, так и другой группы, наши движения точны и плавны. [3,4]

1.2 Антропометрия и динамометрия

Физиометрия — определение функциональных показателей. При изучении уровня здоровья основными функциональными показателями являются жизненная емкость легких, мышечная сила рук, частота сердечных сокращений, артериальное давление и др. [5]

Мышечная сила рук характеризует степень развития мускулатуры. По максимальному мышечному усилию можно определить и степень физического развития человека. Мышечную силу человека определяют путем проведения динамометрии. Динамометрия — измерение мышечной силы при помощи специальных приборов динамометров. Чаще всего используют кистевые динамометры. Кистевой динамометр состоит из стальной пружины, которая подвергается сжатию; шкалы и стрелки, показывающей силу в килограммах.

В данной работе рассматривалась зависимость силовых показателей от антропометрический промеров верхней конечности: обхват запястья, обхват локтевого сустава, длина ладони и длина предплечья. [5,6]

Статическая работа мышц процесс сокращения мышц, необходимый для поддержания тела или его частей в пространстве. Она характеризуется тем, что напряжение мышц развивается без изменения длины последних и без активного перемещения движущихся звеньев (конечностей) и всего тела. В процессе труда статическая работа связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с приданием человеку рабочей позы. [7]

Статическая работа мышц это такой процесс, при котором мышечные клетки возбуждаются, все мышечные волокна напрягаются, но в то же время не происходит сокращения их, а значит, мышца в течение определенного промежутка времени остается в напряженном упругом состоянии. Такая статическая работа мышц обеспечивает сохранение на протяжении определенного времени нужного положения тела человека или же его отдельных частей. [8,9]

При статическом усилии с точки зрения физики внешняя механическая работа отсутствует, однако в физиологическом смысле при статических усилиях работа налицо. Она характеризуется теми активными физиологическими процессами, которые протекают в нервно-мышечном аппарате и ЦНС и обеспечивают поддержание напряженного состояния мышц.

Физическое утомление — временное понижение или прекращение работоспособности мышц, вызванное их работой. Утомление регистрируется на эргограмме; оно проявляется в том, что снижается высота сокращения мышцы или происходит полное прекращение ее сокращений. При утомлении мышца нередко не может полностью расслабиться и остается в состоянии длительного укорочения (контрактуры). Утомление является сначала результатом изменений функций нервной системы, и прежде всего головного мозга, нарушения передачи нервных импульсов между нейронами и между двигательным нервом и мышцей, а затем уже следствием изменения функций самой мышцы. [10, 11]

Утомление при динамической работе наступает в результате изменения обмена веществ, деятельности желез внутренней секреции и других органов и в особенности сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Снижение работоспособности сердечно-сосудистой и дыхательной систем нарушает кровоснабжение работающих мышц, а следовательно, доставку кислорода и питательных веществ и удаление остаточных продуктов обмена веществ.

Читайте также:  Аппарат для измерения волн

Утомление при динамической работе наступает в результате изменения обмена веществ, деятельности желез внутренней секреции и других органов и в особенности сердечно-сосудистой и дыхательной систем. [12]

Силовая выносливость — это способность человека к продолжительному мышечному сокращению, то есть она характеризует способность продолжать мышечную работу при развивающемся утомлении. Силовая выносливость с возрастом также увеличивается. Резкий прирост выносливости приходится на возраст 7 — 10 лет. Далее до 17 лет данный показатель увеличивается более плавно. В целом выносливость к 16 — 19 годам составляет 85% уровня взрослого, максимальных значений она достигает к 25 — 29 годам. Далее этот показатель снижается и к 70 годам достигает четверти максимальных величин.

Использование силового индекса (СИ) или динамометрического индекса (ДИ) позволяет оценить степень развития силы мышц сгибателей кисти с учетом массы тела. Динамометрический индекс мышц сгибателей кисти определяется отношением силы мышц кисти руки к массе тела (кг). [13,14]

1.3 Факторы, воздействующие на силу мышц

1.Растяжение мышц с помощью отягощения. Развиваемое усилие или напряжение мышцы, есть функция таких двух переменных: физиологическое состояние и начальная длинна. Поэтому, как мы знаем из физиологии, выполняемое мышцей увеличение работы, происходит при определенном ее растяжении отягощением. Если нагрузка увеличивается, то возрастает работа, но, если и далее увеличивать отягощение, то наступает момент, когда она начинает снижаться и может быть сведена к нулю. Растягивая ее, груз одновременно в ней усиливает сократительную способность. Мышцы обладают специальным аппаратом, который отвечает за восприятие общего напряжения и, при обратной связи, может проявлять тормозящее или тонизирующее влияние. [15]

2. Центральная нервная система находится в повышенном возбуждении. До определенного уровня это благотворно влияет на силу скелетных мышц. Повышенное возбуждение находится в неразрывной связи с эмоциональным возбуждением, которое вызывает сложный комплекс соматических и вегетативных сдвигов. Оно приводит к большему высвобождению норадреналина, адреналина, ацетилхолина и иных физиологически активных веществ еще пока неизвестной породы, стимулирующих работоспособность мускул.

3. Натуживание и задержка дыхания. При натуживании и задержке дыхания увеличение силы скелетных мускул можно объяснить проявлением повышенной мышечной силы при выполнении натуживания раздражением интерорецепторов во внутренних органах, меняющих возбудимость в скелетных мышцах. Увеличение силы при натуживании также связывают с раздражением механо-, интеро-, и хеморерецепторов, которые расположены в брюшной полости и легких, оказывающих рефлекторным путем положительное влияние на сократительную функцию мускул. [16, 17]

4.Раздражение некоторых рецепторов. Звуковые, световые, вкусовые, температурные, обонятельные раздражения в определенных случаях положительно влияют на силу мышц. Некоторые ученые, изучающие раздражение некоторых рецепторов, уверены, что воздействие холода и тепла на мышцы, разогревание усиливает не меньше чем на 19% мышечную активность. [18, 19]

5. Генетические факторы каждый человек расположен к определенному виду работы, то есть имеет предпосылки к имущественному развитию скорости, выносливости или силы. Поэтому основные факторы развития мышц — это стимуляция мышечного волокна, а также сверхкомпенсация. Сверхкомпенсация связана напрямую со способностью организма человека к восстановлению. Основной фактор для восстановления — это качество и продолжительность отдыха. Таким образом, во время тренировки мышцы практически разрушаются, под напряжением в них происходят микроразрывы. Во время отдыха травмированные мышцы восстанавливаются и происходит суперкомпенсация, иными словами рост мышц. [20,21]

2. Объект, предмет и методика исследований

Объект исследований — показатели силы мышц кистей рук человека, антропометрические показатели верхних конечностей.

Предмет исследований — изменение показателей силы мышц кистей рук в зависимости от различных антропометрических показателей.

Методика исследований — были сняты все необходимые антропометрические показатели. После чего было проведено несколько опытов с применением динамометра и было определено влияние антропометрических показателей верхних конечностей на силу мышц кистей рук у девушек и юношей.

3. Результаты исследований и их обсуждение

3.1 Изучение силовых показателей обеих рук у юношей

При изучении силовых показателей кистей у студентов биологического факультета была составлена выборка из 30 человек. Методом описательной статистики были обработаны следующие показатели: динамометрический индекс ДИ, работоспособность мышц F, снижения работоспособности мышц S и статическая работа А. Для анализа использовались лучшие результаты, полученные в ходе исследования.

Результаты исследований приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 — Результаты статистической обработки силовых показателей правой руки у юношей биологического факультета

Источник

Исследование показателей силы мышц кистей рук учащейся молодежи г. Гомеля

Скелетные мышцы, их строение и функции. Применение динамометра. Факторы, воздействующие на силу мышц. Объект, программа и методика исследований. Описательная статистика антропометрических параметров и динамометрических показателей учащейся молодежи.

Рубрика Медицина
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 13.04.2014
Размер файла 696,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

«Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины»

Кафедра зоологии, физиологии и генетики

Исследование показателей силы мышц кистей рук учащейся молодежи г. Гомеля

Цель работы: изучить показатели силы мышц кистей рук учащейся молодежи г. Гомеля.

Методы исследования: определение показателей силы мышц кистей рук методом динамометрии. Силу правой и левой кистей рук определяют с помощью кистевого динамометра. При замерах мышечной силы необходимо соблюдать ряд условий, прежде всего постоянство позы испытуемого. Замеры мышечной силы обеих рук повторяют по три раза как до, так и после работы.

Испытуемый в положении стоя отводит вытянутую руку с динамометром в сторону под прямым углом к туловищу. Затем он выполняет максимальное усилие на динамометре. Лучший результат из трех попыток является величиной силы мышц кисти.

Результаты исследований: в ходе исследования при помощи динамометра был определен силовой индекс для девушек и юношей.

1. Обзор литературы

1.1 Скелетные мышцы, их строение и функции

1.3 Факторы, воздействующие на силу мышц

2. Объект, программа и методика исследований

3 Результаты исследований и их обсуждение

3.1 Описательная статистика антропометрических параметров учащейся молодёжи

3.2 Описательная статистика динамометрических показателей учащейся молодёжи

Список использованных источников

Одним из показателей физического развития организма является сила мышц.

Оценку силовых качеств человека определяют методом кистевой динамометрии, позволяющей определить максимальную мышечную силу, показатель силы, уровень работоспособности мышц и показатель ее снижения.

При измерении положения суставов, кроме того меняются параметры костных рычагов, передающих мышечную силу. Наконец, после изменения взаимного расположения частей тела, в акт сокращения дополнительно включаются волокна других мышц.

Учитывая эти обстоятельства, при измерении изометрической силы необходимо строго соблюдать определенные позиции тела и угол соответствующих суставов. Несоблюдение этого правила может привести к значительным ошибкам. Сила идентичных групп мышц у разных людей неодинакова.

1. Обзор литературы

1.1 Скелетные мышцы, их строение и функции

Функции мышц. Мышцы — это органы тела, состоящие из мышечной ткани, способной сокращаться под влиянием нервных импульсов. Они являются активным элементом опорно-двигательной системы, так как обеспечивают разнообразные движения при перемещении человека в пространстве, сохранение равновесия, дыхательные движения, сокращения стенок внутренних органов, голосообразование и др. Общее число мышц около 600, а доля их от массы тела человека оставляет в среднем около 30%.

Строение мышцы. Мышца состоит из пучков поперечнополосатых мышечных волокон, соединенных рыхлой соединительной тканью в пучки первого порядка. Они, в свою очередь, объединяются в пучки второго порядка и т.д. В итоге мышечные пучки всех порядков объединяются соединительной оболочкой, образуя мышечное брюшко. Соединительнотканные прослойки, имеющиеся между мышечными пучками по концам брюшка, переходят в сухожильную часть мышцы, крепящейся к кости. Во время сокращения происходит укорочение мышечного брюшка и сближение ее концов. При этом сократившаяся мышца с помощью сухожилия тянет за собой кость, которая выполняет роль рычага. Так совершаются разнообразные движения [1].

Каждая мышца является целостным (отдельным) органом, имеющим определенную форму, строение и функцию, развитие и положение в организме. Мышцы обильно снабжены кровеносными сосудами и нервами. В каждом движении принимают участие несколько мышц. Мышцы, действующие совместно в одном направлении и вызывающие сходный эффект, называются синергистами, а совершающие противоположно направленные движения — антагонистами. Например, сгибателем локтевого сустава является двуглавая мышца плеча (бицепс), а разгибателем — трехглавая (трицепс)- Сокращение мышц-сгибателей локтевого сустава сопровождается расслаблением мышц-разгибателей. Однако при постоянной нагрузке на сустав (например, при удержании гири в горизонтально вытянутой руке) мышцы-сгибатели и разгибатели локтевого сустава действуют уже не как антагонисты, а как синергисты. Таким образом, действия мышц нельзя сводить к выполнению только одной функции, так как они многофункциональны. Поскольку в каждом движении участвуют мышцы как одной, так и другой группы, наши движения точны и плавны [2].

Читайте также:  Поверка средств измерений по току

По характеру выполняемых основных движений и по действию на сустав различают следующие виды мышц: сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, вращающие, приподнимающие и опускающие и др. Выделяют также мимические, жевательные и дыхательные мышцы.

Нервная регуляция деятельности мышц. В большинстве движений участвует множество мышц, причем сокращение и расслабление различных групп мышц происходит в определенном порядке и с определенной силой. Такая согласованность движений называется координацией движений. Она осуществляется нервной системой. Скелетные мышцы иннервируются соматическим отделом нервной системы. К каждой мышце подходит один или несколько нервов, проникающих в ее толщу и разветвляющихся на множество мелких отростков, которые достигают мышечных волокон. Посредством нервов осуществляется связь мышц с ЦНС, которая регулирует любые двигательные акты (ходьба, бег, пищевые движения и т.д.) и длительное напряжение мышц — тонус, поддерживающий определенное положение тела в пространстве. Деятельность мышц носит рефлекторный характер. Мышечный рефлекс может запускаться с раздражения рецепторов, находящихся в самой мышце или в сухожилиях, либо с раздражения зрительных, слуховых, обонятельных, осязательных рецепторов [3].

В регуляции безусловно-рефлекторных движений принимает участие мозжечок. Он осуществляет координацию движения, регуляцию мышечного тонуса, способствует поддержанию равновесия и позы тела. При поражении мозжечка его регуляторные двигательные функции нарушаются.

Сокращаясь, мышца действует на кость как на рычаг и производит механическую работу. На осуществление работы мышцы затрачивается энергия, которая образуется в результате распада и окисления органических веществ, поступивших в мышечную клетку. Основным источником энергии является АТФ. Кровь доставляет мышцам питательные вещества и кислород и уносит образующиеся продукты диссимиляции (углекислый газ и др.). При длительной работе наступает утомление и снижение работоспособности мышцы, возникающее из-за несоответствия между ее кровоснабжением и возросшими потребностями в питательных веществах и кислороде. Кроме того, утомление возникает и вследствие процессов, происходящих в нервных центрах [4].

Русский физиолог И.М. Сеченов первым пришел к выводу, что работоспособность мышц зависит от величины нагрузки и ритма работы. Подобрав их оптимальные соотношения, можно добиться высокой производительности работы мышц. И.М. Сеченов установил также, что мышечное утомление проходит и работоспособность восстанавливается гораздо быстрее в результате смены видов деятельности, а не полного бездействия. Тренировка мышц увеличивает их массу, силу и работоспособность. Чрезмерная же работа приводит к утомлению, а бездеятельность — к атрофии.

Систематическая мышечная работа усиливает кровоснабжение мыши и костей, к которым они прикрепляются. Это приводит к увеличению мышечной массы и усиленному росту костей. Сильные мышцы легко справляются с поддержанием туловища в нужном положении, противостоят развитию сутулости, искривлению позвоночника[5].

Гигиена опорно-двигательной системы. Человек рождается с очень гибким скелетом. Поэтому в детском возрасте особенно внимательно нужно следить за осанкой ребенка, позой ученика за партой. Слабо развитые мышцы и неправильная осанка ребенка могут привести к развитию искривления позвоночника, сутулости, которые нарушают нормальную деятельность органов грудной полости и пищеварения. Для предупреждения плоскостопия (уплощение свода стопы) не следует в период активного роста человека носить тесную обувь, а также длительно носить обувь на высоком каблуке. На формировании опорно-двигательного аппарата организма положительно сказываются активный образ жизни, подвижные игры, регулярные занятия физкультурой и спортом [6].

Силой мышц обозначают максимальное проявление произвольного усилия, которое может развивать группа мышц в определенных условиях. Эти условия в большой степени определяются заинтересованностью обследуемого лица или возможностью выполнить максимальное усилие. Обычно одновременно сокращается определенная группа мышц, поэтому трудно точно определить работу каждой мышцы в суммарном проявлении силы. Кроме того, в действии мышц участвуют костные рычаги.

Измерение изометрической силы не требует много времени и не утомляет обследуемого. Здесь сила проявляется в одном циклическом максимальном сокращении. Однако на результат измерения могут повлиять несколько факторов. Так, изометрическое напряжение, развиваемое каждым мышечным волокном, зависит от его относительной длины и продолжительности стимуляции. При измерении положения суставов, кроме того меняются параметры костных рычагов, передающих мышечную силу. Наконец, после изменения взаимного расположения частей тела, в акт сокращения дополнительно включаются волокна других мышц.

Учитывая эти обстоятельства, при измерении изометрической силы необходимо строго соблюдать определенные позиции тела и угол соответствующих суставов. Несоблюдение этого правила может привести к значительным ошибкам. Сила идентичных групп мышц у разных людей неодинакова.

Во-первых, изометрическая сила пропорциональна площади поперечного сечения мышцы. Если исходить из того, что геометрическая форма мышц у людей разного роста одинакова, то сила измеряется пропорционально квадрату линейной дименсии (роста). Следовательно, увеличение роста на 20% дает увеличение силы на 44 %. Это дает определенные преимущества высокорослым людям при перемещении тяжестей руками, метании спортивных снарядов и т.п. Однако при преодолении веса собственного тела (например, при подтягивании на перекладине и т.п.) у них преимущества нет, так как масса тела увеличивается пропорционально кубу роста.

Во-вторых, изометрическая сила зависит от пола и возраста. Половые различия мало выражены до полового созревания. Однако показатели силы у взрослых женщин ниже на 30- 35 % по сравнению с мужчинами. Частично это объясняется различием роста. Но после соответствующей коррекции силовые показатели у женщин в среднем составляют только 80 % от показателей мышечной силы у мужчин. Взрослые мужчины достигают максимума изометрической силы в возрасте около 30 лет, потом сила уменьшается.

Основной функцией мышечной системы человека и животных является двигательная деятельность. Мышцы обеспечивают перемещение тела в пространстве или отдельных его частей относительно друг друга, т.е. производят работу. Этот вид М.р. называют динамическим, или фазным. Мышцы, осуществляющие поддержание определенного положения тела в пространстве, производят работу, которая получила название статической М.р. Обычно динамическая и статическая М.р. дополняют друг друга [7].

При М.р. возрастает потребность в кислороде, что вызывает необходимость увеличения кровоснабжения скелетных мышц и миокарда. М.р., особенно динамическая, увеличивает возврат венозной крови к сердцу, усиливает и учащает его сокращения. При напряженной М.р. усиливается Газообмен, повышается интенсивность дыхания (Дыхание), наблюдается изменение легочной вентиляции, диффузионной способности альвеол и т.д. Мышечная работа значительно увеличивает энерготраты организма: суточный расход энергии может достигать 4500—5000 ккал (21000/103 Дж).

Между величиной нагрузки и производимой М.р. существует определенная зависимость: по мере увеличения нагрузки М.р. возрастает до какого-то определенного уровня, а затем уменьшается. Максимальная М.р. производится при средних нагрузках (так называемое правило средних нагрузок), что связано с особенностями динамики мышечного сокращения. Общие затраты энергии (Е) представляют собой сумму энергий, затраченной на собственно механическую работу (W), и энергии, переходящей в тепло (Н):

Коэффициент полезного действия (кпд) мышечной работы представляет собой отношение величины внешней механической работы (W) к общему количеству выделенной в виде тепла (Е) энергии:

Наиболее высокое значение кпд изолированной мышцы наблюдается при внешней нагрузке, составляющей около 50% от максимальной величины внешней нагрузки. Производительность работы у человека определяют по величине потребления кислорода в период работы и восстановления по формуле:

где 0,49 — коэффициент пропорциональности между объемом потребленного кислорода и выполненной механической работой

Таким образом, при 100% эффективности для выполнения работы, равной 1 кгс/м (9,81 Дж), необходимо 0,49 мл кислорода.

Производительность М.р. зависит от мощности выполняемой работы: при постоянной мощности динамической М.р. ее максимальная эффективность отмечается при средних значениях нагрузки, при повышении мощности производительность М.р. падает. Важным показателем М.р. служит мышечная выносливость. В условиях статической М.р. мышечная выносливость определяется временем, в течение которого поддерживается статическое напряжение или удерживается некоторый груз. Предельное время статической работы (статическая выносливость) обратно пропорционально нагрузке. Выносливость в процессе выполнения динамической М.р. измеряется отношением величины работы ко времени ее выполнения. При этом выделяют пиковую и критическую мощность динамической М.р.: пиковой является максимальная мощность, достигаемая в какой-то момент динамической работы; критической называют мощность, поддерживаемую на одинаковом уровне достаточно длительное время. Выделяют также динамическую выносливость, которая определяется временем осуществления работы с заданной мощностью.

Читайте также:  Принцип акустического измерения глубины

Производительность М.р. в значительной мере зависит от тренировки, уменьшающей энергозатраты организма за счет снижения потребления кислорода при выполнении одной и той же работы. Одновременно тренировка повышает эффективность деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем: у тренированных людей в состоянии мышечного покоя уменьшаются систолический и минутный объем сердца, кислородный запрос (т.е. потребность в кислороде) и кислородный долг (т.е. то количество кислорода, которое потребляется по окончании М.р. без учета его потребления в покое). Кислородный долго отражает процессы расщепления высокоэнергетических веществ, не восстанавливающихся в ходе работы, а также траты кислородного резерва организма во время мышечной работы [8].

Тренировка повышает также мышечную силу. В процессе тренировки происходит рабочая мышечная гипертрофия, заключающаяся в утолщении мышечных волокон за счет увеличения массы саркоплазмы и объема сократительного аппарата мышечных волокон. Тренировка способствует улучшению координации и автоматизации мышечных движений, вследствие чего исчезает активность «лишних» мышц, что способствует повышению работоспособности и быстрому восстановлению после утомления. Недостаток мышечной активности в течение длительного периода приводит к появлению целого комплекса неприятных для организма последствий (см. Гиподинамия). Еще И.М. Сеченов обнаружил, что более быстрое восстановление работоспособности утомленной руки происходит не во время полного покоя, а при одновременной работе другой руки. В опыте на правую руку давалась физическая нагрузка: после 10-минутного отдыха работоспособность руки несколько восстанавливалась, хотя и оставалась ниже исходной. Если же во время отдыха правой руки выполнялась работа левой, то работоспособность правой возрастала. Активный отдых обеспечивается внутрицентральными нервными отношениями. После работы правой руки до утомления нервные центры, иннервирующие ее мускулатуру, приходят в состояние угнетения. Возбуждение центров левой руки по механизму отрицательной индукции усиливает процесс торможения в центрах правой руки, что способствует восстановлению работоспособности мышц этой руки.

Приборы для исследования мышечной работы. Одним из наиболее признанных показателей физического развития, входящих в комплекс основных антропометрических исследований, является мышечная работоспособность. Ее исследование позволяет определять силу, развиваемую отдельной мышцей или группой мышц при их сокращении, статическую выносливость, отражающую способность к длительной работе, и другие показатели, связанные с мышечной работой. Для измерения силы различных мышц или группы мышц используют измерительные приборы — динамометры (соответственно все методы измерения М.р. получили название динамометрии). Большое распространение получили динамометры, с помощью которых измеряют деформацию упругой эллипсовидной или плоской пружины. Первые предназначены для измерения силы сгибателей пальцев руки и становой силы [9].

1.3 Факторы, воздействующие на силу мышц

Сила мышц находится в зависимости от частоты нервных импульсов, посылаемых к ним. Рассмотрим несколько факторов, влияющих на частоту и силу импульсов, посылаемых к мышцам, а значит и на проявление силы самих мышц [10, 11, 12].

1. Растяжение мышц с помощью отягощения. Развиваемое усилие или напряжение мышцы, есть функция таких двух переменных: физиологическое состояние и начальная длинна. Поэтому, как мы знаем из физиологии, выполняемое мышцей увеличение работы, происходит при определенном ее растяжении отягощением. Если нагрузка увеличивается, то возрастает работа, но, если и далее увеличивать отягощение, то наступает момент, когда она начинает снижаться и может быть сведена к нулю. Растягивая ее, груз одновременно в ней усиливает сократительную способность. Мышцы обладают специальным аппаратом, который отвечает за восприятие общего напряжения и, при обратной связи, может проявлять тормозящее или тонизирующее влияние.

2. Центральная нервная система находится в повышенном возбуждении. До определенного уровня это благотворно влияет на силу скелетных мышц. Повышенное возбуждение находится в неразрывной связи с эмоциональным возбуждением, которое вызывает сложный комплекс соматических и вегетативных сдвигов. Оно приводит к большему высвобождению норадреналина, адреналина, ацетилхолина и иных физиологически активных веществ еще пока неизвестной породы, стимулирующих работоспособность мускул.

3. Натуживание и задержка дыхания. При натуживании и задержке дыхания увеличение силы скелетных мускул можно объяснить проявлением повышенной мышечной силы при выполнении натуживания раздражением интерорецепторов во внутренних органах, меняющих возбудимость в скелетных мышцах. Увеличение силы при натуживании также связывают с раздражением механо-, интеро-, и хеморерецепторов, которые расположены в брюшной полости и легких, оказывающих рефлекторным путем положительное влияние на сократительную функцию мускул. В своих исследованиях М.Е. Маршак в 1961 году подтвердил, что при динамической работе наибольшей интенсивности организм обеспечивает себя кислородом всего только на 10%. И.М. Серопегиным провел исследования и доказал, что наиболее эффективны скоростно-силовые движения при короткой задержке дыхания, а так же что величина становой силы наибольшая во время натуживания, при этом в легких находится объем воздуха, равный ѕ от жизненной их емкости.

4. Раздражение некоторых рецепторов. Звуковые, световые, вкусовые, температурные, обонятельные раздражения в определенных случаях положительно влияют на силу мышц. Некоторые ученые, изучающие раздражение некоторых рецепторов, уверены, что воздействие холода и тепла на мышцы, разогревание усиливает не меньше чем на 19% мышечную активность.

5. Генетические факторы каждый человек расположен к определенному виду работы, то есть имеет предпосылки к имущественному развитию скорости, выносливости или силы. Поэтому основные факторы развития мышц — это стимуляция мышечного волокна, а также сверхкомпенсация. Появляется стимуляция, когда тренировка проводится интенсивно, чтобы мышцы заставить адаптироваться к стрессу, и как следствие их увеличение в размере и силе. Сверхкомпенсация связана напрямую со способностью организма человека к восстановлению. Основной фактор для восстановления — это качество и продолжительность отдыха. Таким образом, во время тренировки мышцы практически разрушаются, под напряжением в них происходят микроразрывы. Во время отдыха травмированные мышцы восстанавливаются и происходит суперкомпенсация, иными словами рост мышц.

2. Объект, предмет и методика исследований

Объект исследований — показатели мышц силы рук.

Предмет исследований — изменение показателей силы мышц кистей рук в зависимости от различных факторов.

1) Изометрическая сила пропорциональна площади поперечного сечения мышцы. Если исходить из того, что геометрическая форма мышц у людей разного роста одинакова, то сила измеряется пропорционально квадрату линейной дименсии (роста). Следовательно, увеличение роста на 20% дает увеличение силы на 44 %. Это дает определенные преимущества высокорослым людям при перемещении тяжестей руками

2) Изометрическая сила зависит от пола и возраста. Половые различия мало выражены до полового созревания. Однако показатели силы у взрослых женщин ниже на 30-35 % по сравнению с мужчинами. Частично это объясняется различием роста. Но после соответствующей коррекции силовые показатели у женщин в среднем составляют только 80 % от показателей мышечной силы у мужчин.

Методика исследований — были сняты все необходимые антропометрические показатели, которые в дальнейшем были обработаны методом прикладной статистики. После чего было проведено несколько опытов с применением динамометра и был выявлен силовой индекс для девушек и юношей.

Были проведены следующие опыты.

Определение силы мышц кистей рук.

Силу правой и левой кистей рук определяют с помощью кистевого динамометра. При замерах мышечной силы необходимо соблюдать ряд условий, прежде всего постоянство позы испытуемого.

Испытуемый в положении стоя отводит вытянутую руку с динамометром в сторону под прямым углом к туловищу. Затем он выполняет максимальное усилие на динамометре. Лучший результат из трех попыток является величиной силы мышц кисти (в килограммах).

Обработка результатов исследования производится в следующем порядке: вычисляли среднее значение силы для правой и левой руки и показатель силы руки (силовой индекс) как отношение силы мышц к массе тела, выраженное в процентах.

Результаты по антропометрическим показателям исследуемых и показателям динамометрии обрабатывали методом описательной статистики.

3. Результаты исследований и их обсуждение

3.1 Описательная статистика антропометрических параметров учащейся молодёжи

При изучении антропометрических показателей студенток биологического факультета случайным образом была составлена выборка из 30 человек. Методом описательной статистики был обработан показатель длины тела. Результаты исследований приведены в таблице 1 и на рисунке 1.

Установлено, что минимальный рост студенток в выборке составил 154 см, а максимальный — 178 см. Среднее значение исследуемого показателя составило см при стандартном отклонении = 5,43 см.

Доверительный интервал среднего генеральной совокупности длины тела студенток биологического факультета с 95% доверительной вероятностью будет находиться в диапазоне от 164 до 170 см.

Рисунок 1 — Гистограмма распределения роста студенток биологического факультета

Таблица 1 — Результаты статистической обработки роста студентов биологического факультета

Источник