Исследование мышечных усилий и мышечной выносливости (динамометрия)

Дата: 2025-05-21; Просмотры: 4

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Практическая работа № 1

Исследование мышечных усилий и мышечной выносливости (динамометрия)

Цель работы: определить силу и выносливость правой и левой руки.

1. Общие положения

Динамометрия - метод измерения силы. Обычно измеряют мышечную силу кисти, рук, ног и туловища. Так как сила сокращения отдельных мышечных групп до известных пределов может считаться пропорциональной степени развития всей мышечной системы тела в целом, то показания динамометра (наряду с результатами измерения окружности плеча, предплечья, бедра и голени) характеризуют степень физического развития. Динамометрия применяется в антропологии, антропометрии, в невропатологии, при профессиональном отборе, при изучении утомления. Последнее применение динамометрии основано на том, что мышечная сила изменяется в зависимости от трудности и продолжительности профессиональной работы.

Силой мышц обозначают максимальное проявление произвольного усилия, которое может развивать группа мышц в определенных условиях.

При измерении изометрической силы необходимо строго соблюдать определенные позиции тела и угол соответствующих суставов. Сила идентичных групп мышц у разных людей неодинакова. 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 роста (следова-тельно, увеличение роста на 20% дает увеличение силы на 44 % и т.д.).

Изометрическая сила зависит от пола и возраста. Показатели силы у взрослых женщин ниже на 30-35 % по сравнению с мужчинами. Взрослые мужчины достигают максимума изометрической силы в возрасте около 30 лет, потом сила уменьшается.

Основными показателями, характеризующими деятельность мышц, являются:

- сила мышц;

- работоспособность;

- утомление;

- тонус.

Сила мышц - это мера механического воздействия на мышцу со стороны других тел.

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. Величина сокращения снижается также при утомлении мышцы.

Изометрически сокращающаяся мышца развивает максимально возможное для нее напряжение в результате активации всех мышечных волокон. Такое напряжение мышцы называют максимальной силой. Максимальная сила мышцы зависит от числа мышечных волокон, составляющих мышцу, и их толщины. Они формируют анатомический поперечник мышцы, который определяется как площадь поперечного разреза мышцы, проведенного перпендикулярно ее длине. Отношение максимальной силы мышцы к ее анатомическому поперечнику называется относительной силой мышцы (кг/см²).

Физиологический поперечник мышцы - длина поперечного разреза мышцы, перпендикулярного ходу ее волокон (см. рис. 1).

Рис. 1. Физиологический поперечник мышцы

В мышцах с параллельным ходом волокон физиологический поперечник совпадает с анатомическим. У мышц с косыми волокнами он будет больше анатомического. Поэтому сила мышц с косыми волокнами всегда больше, чем мышц той же толщины, но с продольными волокнами.

Сравнительным показателем силы разных мышц является абсолютная мышечная сила - отношение максимальной силы мышцы к ее физиологическому поперечнику, т.е. максимальный груз, который поднимает мышца, деленный на суммарную площадь всех мышечных волокон. В процессе мышечной работы поперечник мышцы увеличивается и, следовательно, возрастает сила данной мышцы.

Сила мышц, т.е. способность мышц сокращаться, преодолевая определенную нагрузку, - важный показатель состояния здоровья человека.

Для быстрой диагностики силы мышц можно использовать следующие приемы:

- силу мышц бедра можно определить, совершая глубокое приседание с последующим вставанием;

- для определения мышечной силы голени и стопы необходимо пройтись сначала на пятках, а затем на пальцах стоп;

- для определения силы мышц живота необходимо сесть из положения лежа на спине при согнутых в тазобедренных и коленных суставов ногах;

- для определения силы мышц спины необходимо согнуться вперед из положения стоя, затем разогнуться и т.д.

В табл. 1 представлена шкала оценки мышечной силы.

Таблица 1

Шкала оценки мышечной системы

Работоспособность.

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

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

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.

Данные закономерности получили отражение в регламентировании нагрузок, прикладываемых к органам управления (см. табл. 2, 3).

Таблица 2

Зависимость допустимых усилий вращения маховика с рукояткой от скорости, радиуса и времени непрерывного вращения при положении стоя

Примечания:

1. Способ управления:

для радиуса 50 мм - преимущественно кистью; для радиуса 100 мм - преимущественно кистью с предплечьем;

для радиуса 150 мм - всей рукой (кисть, плечо и плечевой пояс).

2.Центр вращения маховика в оптимальной зоне. Оптимальная зона - по ГОСТ 12.2.033-78.

Наибольшая мощность у быстрых мышц, которые используют анаэробный (бескислородный) метаболизм для производства энергии для сокращения. Они выполняют высокоскоростные движения, которые характеризуются большой или взрывной силой, однако утомляются они значительно раньше, чем медленные. И медленные и быстрые мышцы производят примерно одинаковое количество работы за одно сокращение, однако быстрые мышцы делают это значительно быстрее.

Медленные мышечные волокна так называются потому, что скорость их сокращения довольно низкая, однако они могут выполнять длительную непрерывную работу.

Медленные мышечные волокна выполняют следующие функции в организме:

Динамическая работа.

Поддержание рабочей позы (мышцы спины).

Утомление мышц.

Утомление - временное снижение или потеря работоспособности отдельной клетки, ткани, органа или организма в целом, наступающее после нагрузок (деятельности). Утомление мышц происходит при их длительном сокращении (работе) и имеет определенное биологическое значение, сигнализируя о истощении (частичном) энергетических ресурсов.

При утомлении понижаются функциональные свойства мышцы: возбудимость, лабильность и сократимость. Высота сокращения мышцы при развитии утомления постепенно снижается. Понижаясь, сокращения делаются все более растянутыми, особенно за счет удлинения периода расслабления: по окончании сокращения мышца долго не возвращается к первоначальной длине, находясь в состоянии контрактуры (крайне замедленное расслабление мышцы). Скелетные мышцы утомляются раньше гладких (из которых состоят слюнные, потовые железы и т.д.).

В настоящее время установлено, что функциональное состояние мышц находится под влиянием центральной нервной системы и прежде всего коры больших полушарий. По двигательным нервам к мышце поступают импульсы из спинного и головного мозга, вызывая ее возбуждение и сокращение, сопровождающиеся изменением физико-химических свойств и функционального состояния мышцы.

Наступление утомления мышц можно задержать с помощью тренировки. Она развивает и совершенствует функциональные возможности всех систем организма: нервной, дыхательной, кровообращения, выделения и т.д. При тренировке увеличивается объем мышц в результате роста и утолщения мышечных волокон возрастает мышечная выносливость. В мышце повышается содержание гликогена, АТФ и креатинфосфата, ускоряется течение процессов распада и восстановления веществ, участвующих в обмене. В результате тренировки коэффициент использования кислорода при работе мышц повышается, усиливаются восстановительные процессы вследствие активизации всех ферментативных систем, уменьшается расход энергии.

Мышечный тонус - это степень упругости мышц и то сопротивление, которое возникает при пассивном сгибании или разгибании конечности или ее части.

При оценке мышечного тонуса необходимо, взяв конечность испытуемого в свои руки, произвести ее пассивное сгибание и разгибание в суставе в среднем темпе, приблизительно в такт часовому маятнику. Оценивается ощущение непроизвольного сопротивления со стороны исследуемых мышц, их в той или иной степени выраженное напряжение. При снижении мышечного тонуса это напряжение и сопротивление уменьшается, а при повышении тонуса – увеличивается по сравнению с нормальным вплоть до значительного сопротивления.

2. Выполнение работы

Сила кистей рук измеряется путем максимального сжатия пружинного динамометра. Для измерения выносливости мышц кистей рук берется половина максимального усилия и удерживается стрелка динамометра на этой величине до полного утомления мышцы. Время, затраченное на удержание стрелки, является показателем выносливости.

Определяется сила и выносливость правой и левой руки. Результаты заносятся в табл. 4. Полученные данные сравниваются с критериями из табл. 5.

Таблица 4

Протокол измерений

Таблица 5

Система доступа – это система, предусмотренная на машине для входа и выхода в зону рабочего места оператора, в зоны осмотра или технического обслуживания, а также для подъема на машину с уровня опорной поверхности и спуска с машины на уровень опорной поверхности по ГОСТ Р ИСО 2867-99 Машины землеройные. Система доступа.

Поверхности систем доступа для передвижения и нахождения персонала должны без видимой остаточной деформации выдерживать прикладываемое перпендикулярно к этим поверхностям усилие, не менее:

а) 2000 Н, сосредоточенно прикладываемое на площадку диаметром 125 мм в любом месте поверхности или

б) 4500 Н, равномерно распределенное на квадратный метр площади поверхности.

Усилие, необходимое для открытия или закрытия распашной двери или откидной крышки, не должно превышать 135 Н.

Масса съемной крышки, закрывающей проем кабины, не должна превышать 40 кг, если ее приходится поднимать по вертикали на высоту не более 300 мм. С увеличением высоты подъема на каждые полные или неполные 300 мм масса должна уменьшаться не менее чем на 5 кг.

Поверхности системы доступа (включая любые устройства или конструктивные элементы, используемые как часть системы доступа) должны иметь нескользящее покрытие.

На рис. 2,3 представлены примеры организации систем доступа, реализующие основные принципы эргономики и обеспечивающие антропометрическую совместимость.

Рисунок 2 - Лестницы, трапы, ступени, перекладины: 1 - платформа; 2 - просвет между ступенями; 3 - уровень платформы; R - радиус сферы

Рисунок 3 - Поручни и скобы

В таблицах 6,7 приведены размеры лестниц, трапов, ступеней, перекладин; размеры поручней и скоб.

Таблица 6

Размеры лестниц, трапов, ступеней и перекладин

Таблица 7

Размеры поручней и скоб

На рис. 4 и в таблице 8 приведены размеры проемов кабин.

Рисунок 4 - Проемы кабин

Таблица 8

Размеры проемов кабин

Вывод: дать критериальную оценку мышечной выносливости и силе кистей рук.