Факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц

Факты о мышцах нашего тела

Мышечной силой называют способность к сопротивлению нагрузкам, путём активности мышц человека. Человеческое тело обладает порядком 800 мышцами. Только во время ходьбы задействуется 200 из них. Вследствие того, что мышечные волокна на 15% плотнее и тяжелее жировых, вес спортивного телосложения будет превосходить, своего жиром заплывшего собрата, при одинаковом росте. Статистика показывает что на вес человека приходиться 40% мышц.

О выносливости

Часто, говоря о физической силе, объединяя с понятием выносливость. Выносливостью мышц называют способность на протяжении длительного интервала времени сохранять работоспособность.

При регулярности нагрузок, выносливость мышечных волокон в разы увеличится, так как, организм привыкнет к расходу энергии на данное действие. Следом, у тренирующегося человека, возникает, чувство лёгкости, выполнения упражнения. Это говорит, о том, что пора увеличивать нагрузку, а значит стать ещё физически сильнее.

Факторы, влияющие на силу

Количество мышечных волокон. При одинаковых параметрах, двух спортсменов: пауэрлифтера и бодибилдера, сила их мышц будет существенно отличаться. У лифтера, который работает над мышечной массой, количество мышечных волокон в среднем на 60% больше, чем у бодибилдера, тренирующихся ради увеличения объёма.

Слабые волокна. Данный тип мышечных волокон, и их количество, заложено в каждом человеке на генном уровне. Известно, что разница между таким типом мышц и сильным, примерно в 3 раза. В данном случаи, также, при одинаковом объёме и весе, люди имеют разную физическую силу.

Значение места крепления мышц

Крепление мышц к костям и их длина — основной фактор силы. Вспоминая уроки физики, если приложить больший рычаг, то можно поднять больший вес. Аналогично, на скелете человека – чем дальше крепление мышц от сустава, тем лучше может сгибаться сустав.

Следовательно, дальнее крепление мышцы, больший вес способна поднять. Это объясняет, почему парой изящного телосложения парни сильнее, крупных и объёмистых.

Красивое тело атлета. Картинка взята из свободных источников

Собственно и не поделаешь ничего, тут как с генами повезёт. Статистически, разница между креплениями мышц составляет от 16-25%.

Из всего выше рассмотренного, делаем вывод: что сила человека, понятие условное.

Я, осветили лишь изученные и опубликованные знания. Но, как говорит нам время, и факты: возможности человеческого организма безграничны и не изучены. До конца узнать все секреты физической силы нельзя (в определённых случаях узнать не предоставлялось возможности).

Обладал ли, известный Геракл из мифов древней Греции, всеми перечисленными качествами, и антропологическими показателями, чтоб совершать подвиги, нам не известно. Согласно мифам, он являлся самым сильным богом на Олимпе.

Время пестрит «сильными» людьми, мы привыкли брать в расчёт, скорее внешние данные, объяснять все с точки зрения науки: химии, математики, физики, биологии. Не учитывая, личностные данные человека.

Взять, хотя бы спортсменов, кто-то не обладающий упорством и целеустремлённостью, достиг каких-либо высот в спорте?

Не забудьте , чтобы не потерять его среди 250 тыс. каналов на Дзене. Ставьте палец вверх, проявляйте свою активность этим вы поможете в развитии моего блога

Обзор популярных моделей и цен на динамометры медицинских

В России производится несколько разновидностей медицинских динамометрических приборов. Среди них есть механические и электронные модели. Для взрослых и детей выпускаются становые и кистевые устройства разной ценовой категории.

Динамометр кистевой ДК-25, ДК-50, ДК-100, ДК-140

Перечисленные модели относятся к категории пружинных механических приборов. Они предназначаются для измерения мышечной силы у людей разного возраста и состояния здоровья. Устройства для динамометрии нужны в поликлиниках и диспансерах, в санаторно-оздоровительных и клинических учреждениях, в секциях различных видов спорта.

Принцип работы, форма и размер данных моделей мало отличаются между собой. Главная разница — в диапазоне измерений.

Цифры, входящие в наименование прибора, свидетельствуют о верхнем пределе диапазона!

В частности, ДК-25 – это динамометр кистевой, позволяющий измерять силу максимум до 25 деканьютонов. Прибор ДК-140 имеет верхний предел измерений, равный 140 деканьютонам.

Стоимость ручных пружинных моделей составляет от 3100 до 3900 рублей.

Данные модели представляют собой ручные электронные приборы, выпускаемые для измерения кистевой мышечной силы пациентов. Их используют в клиниках, стационарах, реабилитационных центрах, в школьных медицинских кабинетах. Они применяются также в профессиональном и любительском спорте и в физиологической практике.

Прибор ДМЭР-120
выпускается для взрослых людей. При сжатии кистью корпуса динамометра прикладываемая мышечная сила преобразуется в электрический сигнал определенной частоты. Полученные показания проходят обработку в цифровом микропроцессоре. Устройство оснащено жидкокристаллическим табло с индикатором, на который выводится окончательный результат. С его помощью можно производить измерение в пределах от 2 до 120 даН.

Есть вариант исполнения данной модели с индикатором, вынесенным за пределы прибора!

Цена модели составляет порядка четырёх тысяч рублей. Исполнение с выносным индикатором стоит на 500 рублей дороже. Конструкция имеет автономную систему питания от аккумуляторных элементов.

ДМЭР-30
– это детский динамометр. Им измеряют силу мышц рук у детей старшего и среднего возраста.

Ребенку удобно держать в руке данный прибор, так как он имеет корпус небольшого размера!

Кроме того, прибор очень лёгкий — он весит всего 90 гр. Устройство может работать в двух режимах. Обычный режим после измерений нужно отключать вручную. В экономичном

режиме предусмотрено автоматическое самоотключение прибора спустя одну минуту после произведения замера. Максимальный предел измерения в данном приборе составляет 30 даН. Стоимость данной модели — 3400-3600 рублей.

Этот динамометрический прибор имеет диапазон измерения от 20 до 200 даН. Корпус станового измерителя силы выполнен из материала силумина и покрыт лаком. Пружинная часть сделана из никелированной стали.

Устройство определяет статическую выносливость и силу сгибающих и разгибающих мышц корпуса человека!

Прибор оснащен специальным зеркалом, благодаря которому можно видеть показания шкалы во время приложения мышечного усилия.

Становой динамометр используется в кабинетах лечебной физкультуры, в ортопедических и неврологических клиниках, в научно-исследовательских лабораториях и в спорте.

Цена станового динамометрического устройства находится в пределах 9950-12250 руб.

Так что же влияет на показатели силы

Мышцы человека состоят из волокон. И чем больше по объему каждое отдельное мышечное волокно внутри мышцы, тем больше оно производит энергии. Однако если абсолютная сила мышечных волокон (предельное, максимальное усилие, которое спортсмен может развить в динамическом или статическом режиме) растет вместе с увеличением размера волокна, то относительная сила (величина силы, приходящаяся на килограмм веса спортсмена), наоборот, падает.

Читай также: 5 силовых упражнений Иды Янссон — для тех, кто катается на MTB

Еще один важный показатель — удельная сила. Это показатель силы мышечных волокон относительно их объема. Ученые обнаружили, что удельная сила мышечных волокон профессиональных бодибилдеров на 62% ниже, чем у профессиональных пауэрлифтеров. То есть при одинаковом объеме мышцы среднестатистического пауэрлифтера сильнее на 62% мышц среднестатистического бодибилдера.

Более того, есть исследования, показавшие, что (из расчета на квадратный сантиметр толщины) мышцы бодибилдеров слабее, чем у тех, кто вообще не тренировался. При этом в целом бодибилдеры сильнее за счет общего объема мышц.

Есть научные данные о том, что самые сильные мышечные волокна производят в 3 раза больше энергии, чем самые слабые той же толщины (и это огромная разница!).

Ход работы:

Произведите
измерение роста и массы тела испытуемого.

С помощью таблиц
2 и 3, в которых, на пересечении значений
длины и массы тела по возрасту,
определяется соответствующий «центильный
коридор».

Динамометрия — это измерение силы мышц. Напряжение, развиваемое той или иной группой мышц, является функциональной характеристикой двигательного анализатора и рассматривается как показатель общего фи­зического развития. При исследовании силы мышечного напряжения вы­деляют показатели силы рук, ног, пальцев и становой силы (т. е. силы мышц, разгибающих туловище в тазобедренных суставах) и т. д. В психофизиоло­гии чаще всего применяется измерение силы кисти и становой силы. Ис­следование выносливости при статических мышечных напряжениях пред­ставляет особый интерес в связи с тем, что присутствует во всякой мышечной деятельности и занимает в ней довольно большое место. Для оценки стати­ческой мышечной выносливости используется специальный вариант дина­мометрической методики. В процессе измерения силы мышечного напря­жения рассчитывают коэффициент асимметрии (КА). В общей форме его величину определяют по следующей формуле:

Где Vn
—
Показатель правой руки, кг; Vn
— показатель левой руки, кг.

В практике метод определения мышечной силы кисти применяют как тест для установления уровня общего физического развития человека. С этой целью производят замеры мышечной силы обеих рук до и после работы. Сопоставление соотношения мышечной силы правой и левой рук до и после рабочей нагрузки свидетельствует об изменении вовлеченно­сти билатерального регулирования в организме человека под воздействи­ем нагрузки.

ГЛАВА
2.
МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ

ПСИХОМОТОРНОЙ

ОРГАНИЗАЦИИ

Среднестатистические показатели силы (в килограммах) кистей рук и становой силы для студенческой возрастной группы приведены в табл. 2.16.

Таблица
2.16.
Среднестатистические показатели силы кистей рук и становой силы для студенческой возрастной группы, кг

Для измерения мышечной силы рук и становой силы используется руч­ной пружинный динамометр Колена и становой динамометр. При замерах необходимо соблюдение ряда условий и прежде всего постоянство позы испытуемого. При измерении силы кисти испытуемый сидит на стуле; рука, для которой производят измерения, вытянута вперед, согнута в локтевом суставе; свободная рука на колене.

Инструкция. Сожмите рукой пружину динамометра как можно сильнее.

Замеры повторяют по 3 раза для правой и левой руки, как до, так и после нагрузки. После этого измеряют становую силу также до и после нагрузки.

Инструкция. Встаньте на нижние бранши динамометра. При помо­щи цепочки подгоните динамометр по себе, т. е. таким образом, чтобы из­меряющая часть прибора находилась на уровне ваших коленных чашечек. Взявшись обеими руками за верхние бранши, потяните их вверх как можно сильнее, разгибая при этом туловище.

Затем испытуемый выполняет 20 приседаний, после чего эксперимента­тор по 3 раза производит замеры силы каждой руки, становую силу измеря­ет однократно.

Обработка результатов состоит в следующем:

1) вычислить средние значения (М) силы правой и левой рук;

2) вычислить коэффициент асимметрии (КА) для силы рук по формуле:

Анализируя полученные данные, сравнить их со среднестатистически­ми значениями.

В табл. 2.17-2.19 представлены возрастные стандарты показателей мы­шечной силы, опубликованные разными авторами.

Таблица
2.17.
Сила рук подростков 14-17 лет

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ПСИХОМОТОРИКИ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ИССЛЕДОВАНИИ ЧЕЛОВЕКА

	38 и более	59 и более

Примечание. Данные получены Н. А. Грищенко.

Таблица
2.18.
Динамометрия правой руки (в килограммах), средние показатели

Аст , Лет

Примечание. Данные представлены Рудиком.

Таблица
2.19.
Возрастные изменения ручной силы у мужчин и женщин

Возраст , Лет	Количество	Сила правой	Сила левой	Количество	Сила правой	Сила левой
	Испытуемых	Руки	Руки	Испытуемых

ГЛАВА
2.
МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ

ПСИХОМОТОРНОЙ

ОРГАНИЗАЦИИ

Окончание табл. 2.19

Возраст , Лет	Количество	Сила правой	Сила левой	Количество	Сила правой	Сила левой
	Испытуемых			Испытуемых
51 и старше

Примечание. Данные представлены Е. П. Ильиным.

Динамометрия – методика измерения силы отдельной мышцы или группы мышц при помощи специальных приборов – динамометров.

Становая и кистевая динамометрия

Динамометрами измеряют кистевой мышечный тонус у детей и взрослых с целью определения общей работоспособности и силы человека, а также для отслеживания в динамике процесса восстановления после перенесенных травм, в процессе подготовки спортсменов, для проведения динамометрии во время диспансеризации населения. Современные приборы показывают силу в деканьютонах (даН). Эта единица является аналогом килограмм-силы (кгс).

Принцип работы динамометра

Работа динамометра основывается на законе физике, согласно которому деформация, возникающая в пружине или ином упругом теле, прямо пропорциональна приложенному к телу усилию (напряжению). Данный закон носит имя Гука – английского учёного, жившего в 17 веке.

Закон Гука говорит о том, что в ответ на деформацию какого-либо тела появляется сила, стремящаяся вернуть начальную форму и исходный размер данного тела. Она называется силой упругости.

Простейший динамометр представляет собой совокупность двух устройств – силового и отсчетного!

Усилие, которое прикладывается к прибору, является деформацией его силового звена. Посредством электрического сигнала (либо механического) деформация передается на отсчётное звено, которое может быть цифровым либо аналоговым.

Единицей измерения прибора является ньютон (Н) – международная единица измерения силы.

Если весы показывают массу тела человека, то по показаниям динамометра можно судить о силе, которую человек прикладывает, деформируя приборную пружину.

Современный прибор для динамометрии — это контрольно-измерительное устройство, которое широко используют в медицине для замера у людей силы растяжения или сжатия, измеряемой в ньютонах, а также момента силы в килограмм-силах.

Конструкция устройства позволяет человеку совершенно самостоятельно измерить свою мышечную силу!

Основные виды динамометров в медицине

Первые динамометрические устройства, представлявшие собой пружинные механизмы, были созданы в середине 18 века. Пружина в них под воздействием груза растягивалась на определенную длину.

Деления на шкале, показывающие удлинение пружины, соответствовали массе груза. Спустя некоторое время был изобретен циферблатный прибор с круглой пружиной замкнутого контура.

После устройств с механизмами растяжения были изобретены конструкции, работающие при нажиме.

Сегодня существуют динамометры следующих типов:

• Механические.
• Гидравлические.
• Электронные.

Приборы с механическим принципом действия бывают:

Встречаются модели динамометрических приборов, в которых задействованы сразу два вида силовых устройств!

В медицинской практике чаще всего используются следующие виды приборов:

1. Механический пружинный. Усилие в нём передается сжимающейся или растягивающейся пружине. Значение силы упругости при этом строго пропорционально величине деформирующего воздействия. Пружинный принцип работы применен в простейшем безмене.
2. Механический рычажный. Деформирующее усилие передается в данном приборе с помощью рычага. Показания динамометра регистрируют величину деформации. На таком алгоритме действия основана работа автомобильного динамометрического ключа. Точность показаний обоих механических устройств зависит от температуры окружающей среды.
3. Гидравлический. Под воздействием измеряемой прибором силы жидкость выдавливается из гидроцилиндра. Затем она проходит по трубке и поступает на записывающий датчик, регистрирующий точное её количество. Данный прибор точнее своих механических собратьев, но гораздо сложнее в изготовлении. Достоверность показаний тут напрямую зависит от точности дозирования жидкости и от качества герметичности.
4. Электронный. В нём поступающее на датчик деформирующее усилие преобразуется в электрический сигнал. Кроме того, в приборе имеется ещё один датчик. Он усиливает сигнал, поступающий на первый датчик, и фиксирует его в памяти устройства.

В электронных конструкциях применяются типы индуктивных, пьезоэлектрических и других датчиков. В процессе деформации датчика сопротивление возрастает — как следствие, меняются токи. В результате, сила давления на датчик оказывается прямо пропорциональной силе передаваемого прибором электрического сигнала.

Электрический динамометр – это высокоточный, небольшой по габаритам и лёгкий по весу прибор!

Длина мышцы

Для мышц и их соединительных тканей (фасций и сухожилий) характерна эластичность. При растяжении эластичность проявляется в накоплении энергии. Во время последующей мышечной деятельности эта накопленная энергия освобождается, тем самым увеличивая силу.

Длина мышцы ограничена анатомическим расположением и ее прикреплением к кости. Прикрепленная к скелету мышца в покое все же слегка напряжена вследствие небольшого растяжения.

Если бы мышца избавилась от прикрепления, она расслабилась бы и ее длина стала бы чуть меньше.

Проводившиеся измерения показывают, что мышца может произвести максимальную силу, если она первоначально была растянута на длину, на 20 % превышающую ее длину в покое.

При таком растяжении мышцы сочетание накопленной энергии и силы мышечного сокращения, ведущее к производству максимальной величины силы, оптимально.

Увеличение или уменьшение длины мышцы более или менее 20 % снижает производство силы.

Например, если длина растянутой мышцы в два раза превышает ее длину в покое, производимая сила практически будет равна нулю. Ввиду растяжения мышцы энергия в ней по-прежнему накапливается. В действительности чем больше мышца растягивается, тем больше энергии она накапливает.

Сила мышц и количество поперечных мостиков

Однако необходимо учитывать еще один фактор. Сила, производимая мышечными волокнами во время мышечного сокращения, зависит от количества поперечных мостиков (спаек). образуются между головками миозина и активными центрами актина. Данные мости, в мышце возникают в любое время.

Чем больше их число, тем сильнее мышечное сокращение.

При пере растяжении мышечных волокон расстояние между актиновыми и миозиновыми филаментами  еще больше увеличивается. Уменьшение площади перекрывания этих филаментов сокращает количество поперечных мостиков, которые необходимы для образования силы.

Мышечная сила

Мышечная сила — это способность человека преодолевать внешнее сопротивление или противостоять ему за счёт мышечных усилий (напряжений).

Сила человека представляет собой его способность справляться с внешним сопротивлением либо противодействовать ему благодаря мышечным усилиям. Если не развивать физическую силу, то и овладеть спортивным мастерством не получится. Ведь она в большей степени определяет быстроту движений, а так же играет огромную роль в работе, которая требует ловкости и выносливости.

Сила мышцы напрямую зависит от сократительной силы ее мышечных волокон, то есть от размера физиологического поперечника, проходящего через все ее волокна и равного площади поперечного сечения (исчисляется в см2).

Большая часть мышц человека имеют перистое строение, то есть их волокна друг к другу расположены под углом. Существуют мышцы, которые имеют параллельное и веретенообразное местоположение волокон. Так, к примеру, протяжные мышцы имеют параллельный ход волокон, а двуглавая мышца бедра наоборот – веретенообразный.

У перистых мышц при такой точно толщине, что и у мышц с веретенообразным и параллельным расположением волокон, больше физиологический поперечник, так как мышечных волокон в нем укладывается больше. Как результат перистая мышца мощнее.

Основная способность перистого строения мышц – это формирование мышечного напряжения. Если они проигрывают в величине укорочения, то в силе сокращения они выигрывают. Мышцам с веретенообразными мышцами и параллельными волокнами в большей степени характерно значительные трансформации длинны, что обеспечивает в различных суставах более выраженные движения.

Мышцы отличаются также и по анатомическому поперечнику, так называемому поперечному сечению, которое перпендикулярно к длине мышцы не учитывая особенностей расположения в ней волокон. Поэтому чем анатомический поперечник больше, тем толще мышца, тем она может развивать большую силу. При равных прочных условиях сила соразмерна поперечному сечению мышцы, а высота сокращения – соразмерна длине мышечных волокон.

Например, одиночная двигательная единица, которая состоит из 100 волокон, способна развивать силу в 10-20 г. Большая часть скелетных мышц обладает силой, которая превышает вес тела. Все человеческие мышцы содержат порядка 300 млн. волокон. Поэтому если бы они функционировали в одну сторону, то способны били бы развить силу, равную 25 тоннам.

На скорость сократительного акта определенное влияние оказывает строение мышц – перистые мышцы являются наиболее «быстрыми».

Быстрая сила мышц является понятием обобщенным и относительным. Сила, которая проявляется в быстрых движениях, обладает множеством качественных оттенков, и порой между ними довольно сложно провести грань. Приблизительно дифференцируя, можно определить две основополагающие группы движений, которые требуют быструю силу: первая, движения, где играет роль преимущественно быстрота перемещения при преодолении сравнительно небольшого сопротивления, вторая, движения, при которых рабочий эффект зависит от быстроты развития двигательного усилия при преодолении существенного сопротивления. Абсолютная сила мышц для выполнения первых движений не имеет существенной роли, а для вторых движений ее величина значима в рабочем эффекте.

Для первой группы различают движения, которые связаны со скоростью реагирования на определенный сигнал извне либо в целом ситуацию, со скоростью однократных отдельных напряжений и с частотой повторяемых напряжений. Во второй группе стоит выделить движения по разновидности напряжения мышц: имеющее изометрическое взрывное напряжение (они связаны с одолением сравнительно большого отягощения и если нужно быстро развить максимальную силу), с баллистическим взрывным напряжением (стремительное преодоление сопротивления, незначительного по весу), и с взрывным реактивным баллистическим напряжением, при котором главное рабочее усилие развивается немедленно после того, как мышцы предварительно растянутся.

Следовательно, проявление быстрой силы очень разнообразно, ее природа довольно специфична, она обнаруживает сравнительно плохой «перенос» при движении и относительно медленный темп развития.

Ссылки
1) — http://candygym1011.com.ua/ponyatie-o-myshechnoj-sile/