Динамометрия. Сила мышц Чем измеряется мышечная сила элек

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.

Но не обычных, которые используются в промышленности, а специальных - медицинских. К медицинским динамометрам относят кистевой, также называемый ручным, динамометр и становой динамометр. В данной статье мы расскажем, как же проводят измерения при помощи данных приборов.

Итак, начнем с кистевого динамометра. Данный прибор предназначается для определения сжимающей силы мышц сгибающих пальцы обоих рук человека, а также для диагностики состояния и функции рук, как здоровых людей, так и восстанавливающихся после травм. Динамометр кистевой используется врачами, которые занимаются физиотерапией, кроме того, динамометр применяется в правоохранительных органах, вооруженных силах и МЧС. Приборы для измерения силы незаменимы для подготовки профессиональных спортсменов. В качестве примера кистевого динамометра можно привести такие приборы, как: механический ДК и электронный ДМЭР.

Динамометр кистевой ДК.

Для проведения измерений изометрической силы с использованием динамометра не требуется много времени, к тому же процесс замера не утомляет испытуемого. Для получения точных абсолютных результатов необходимо, чтобы пациент соблюдал определенное положение тела и угол отдельных суставов. Пусть обследуемый человек вытянет руку с кистевым динамометром и отведет её в сторону перпендикулярно туловищу. Свободная рука, при этом, должна быть расслаблена и опущена вниз. После чего, по команде, он должен будет сжать динамометр кистевой так сильно, как только сможет. Динамометрическое измерение может проходить поочередно обеими руками несколько раз, при этом, выбирается лучший результат для каждой руки.

Делать выводы на основании абсолютных результатов проведенных измерений можно только в динамике, когда предыдущие результаты были занесены в специальный дневник. В противном случае, поскольку на результаты измерений, проведенных с использованием динамометра, оказывают влияние такие факторы, как возраст, пол испытуемого, а также рост и вес, следует использовать более объективные показатели. Самым объективным показателем силы будет являться так называемая, относительная величина мышечной силы. Это связано, помимо перечисленных факторов, с тем, что в ходе тренировок, рост абсолютных показателей силы тесно связан с ростом мышечной массы человека, и как следствие с его весом.

Чтобы определить величину относительной силы кисти, нужно абсолютные показания в килограммах, полученные измерением ручным динамометром, умножить на 100 и разделить на вес тела спортсмена. Для мужчин, не занимающихся спортом, этот показатель должен составлять 60-70, а для женщин 45-50.

Становая динамометрия, проводимая с использованием станового динамометра, это, можно сказать, комплексное измерение силовых качеств спортсмена, поскольку в таком исследовании участвуют практически все основные мышцы. Упражнение становой тяги с использованием динамометра должно применяться во всех учреждения диспансерного типа спортивно-оздоровительного профиля. В качестве примера станового динамометра можно привести ДС-200 и ДС-500.

Динамометр Становой ДС-200

Становая динамометрия подразумевает использование станового динамометра - прибора, который по виду напоминает обычный ножной эспандер, который состоит из рукояти, подножки, подкладываемой под ноги, троса и измерительного прибора с датчиком и отсчитывающим устройством. Испытуемый должен потянуть рукоять на себя и вверх так сильно, как только сможет, при этом, ноги должны быть прямыми в коленях.

Относительная величина становой силы рассчитывается точно так же, как и в ручной динамометрии, однако, здесь показатели индекса должны быть в разы больше. Например:

Если индекс менее 170 - то индекс относительной величины становой силы низкий.

От 170 до 200 - ниже среднего.
200 - 230 - средний.
230 - 260 - выше среднего.
Если же более 260 - то считается высоким.

Увеличение относительных показателей силы, как ручной, так и становой, как правило, говорит о повышении мышечной силы, а, следовательно, об увеличении мышечной массы в процентном соотношении.

Показания таких измерений используются в неврологии при обследовании заболеваний, которые могут сопровождаться мышечной слабостью, например, миастения, рассеянный склероз со слабостью конечностей, а также, различные последствия инсульта.

Отдельно следует выделить такой вид исследования, как динамография, при котором показатели силы и скорости сокращения мышц записываются на графике. Как видно из названия, суть этого метода состоит в том, что показания записываются в графическом виде в динамике (во времени). Часто, динамография связана с какими либо упражнениями или обстоятельствами, эффективность которых необходимо измерить.

У детей, также существуют усредненные показатели динамометрии, которые принято считать нормой. Усредненные величины различаются в зависимости от пола, роста, возрастной категории испытуемого. Измерения силы кисти правой руки и становой силы, обычно, проводят для детей в возрасте от восьми до 18 лет в два этапа, с небольшим перерывом для отдыха. Так, нормы показателей силы кисти правой руки для мальчиков составляют:

От 13 до 18,5 кг - для возраста 8-11 лет.
21,6 - 37,6 кг - 12-15 лет.
45,9 - 51 кг - 16-19 лет.

Для девочек, норма колеблется в пределах:

9,8 - 17,1 кг - для возраста 8-11 лет.
19,9 - 28,3 кг - 12-15 лет.
31,3 - 33,8 кг - 16-19 лет.

Завершая статью, скажем только что динамометрия - это важный элемент антропометрии, который нашел свое применение в физиологии, спортивной медицине, гигиене спорта. Благодаря показателям абсолютной и относительной величины силы производится оценка степени физического развития человека.

В литературе имеются описания разнообразных положений испытуемых при измерении силы мышц (стоя, лежа, сидя). От исходного положения при измерении существенно зависит абсолютная сила мышц: например, сила разгибателей бедра, измеренная при положении стоя и лежа, имеет различие до 20%.

При измерении силы мышц необходимо соблюдать следующие правила:

1) лучшее время проведения измерений – первая половина дня, через 2,5-3 часа после еды;

2) необходима разминка в течение 10-15 минут без отягощений;

3) температура окружающей среды должна быть от + 18 до +22°:

4) положение испытуемого – вертикальное;

5) обязательная фиксация проксимальных суставов и сохранение постоянным положения дистальных суставов;

6) плечо приложения силы у всех испытуемых должно быть постоянным, так как во всех случаях измеряется не сила, а момент силы мышц;

7) угол между динамометром и звеном (бедром, голенью) обязательно должен быть прямым;

8) при изучении взаимосвязи силы мышц и технических параметров выполнения движений целесообразно проводить измерения с учетом индивидуальных рабочих углов;

9) манжета, к которой крепится динамометр, должна быть не менее 5 см шириной для устранения болевого компонента;

10) измерение силы после тренировок и на следующий день после соревнований не целесообразно, кроме специальных исследований;

11) при сопоставлении силы мышц-сгибателей и разгибателей, действующих на одно звено, необходимо производить измерения со строгим учетом исходного состояния мышц (их растянутости);

12) силу мышц целесообразно измерять на всей амплитуде движения через каждые 10° для крупных суставов и 5° – для мелких.

Измерение силы по методике А. В. Коробкова с соавт. производится на измерительном станке, который позволяет добиться изолированного действия определенной группы мышц. Станок состоит из металлической рамы, плотно укрепленной на шести ножках. Вдоль рамы перемещается вертикальная стойка с поперечной передвижной планкой, к которой во время проведения эксперимента укрепляется датчик. Внутри рамы укрепляется деревянная площадка с подголовником с одной стороны и планкой для упора ног – с другой. Рама снабжена ремнями, с помощью которых обеспечивается неподвижность измеряемого. Исходное положение испытуемого для всех измерений – лежа на спине или животе. Недостатком метода является то, что измерения проводятся без учета состояния мышц. их растянутости, а также возможность проводить измерение только при наличии прямого угла между проксимально и дистально расположенными звеньями. Отсутствует возможность измерять силу мышц при пронации и супинации.

Измерение силы мышц по методике Б. М. Рыбалко проводится с использованием специального приспособления, состоящего из опорного щита с ремнями, который укрепляется на гимнастической стенке и служит опорой и фиксацией испытуемого при измерении; подставки, которая создает возможность для фиксации стопы при измерении и укрепления динамометра, кронштейна, крепленного к гимнастической стойке и служащего верхней опорой для динамометра. Исходное положение измеряемого – вертикальное. Недостатки метода те же, что и для методики А. В. Коробкова; преимущества – портативность приспособления.

Методика, разработанная на кафедре анатомии Смоленского ГИФК (Р. Н. Дорохов, Ю. Д. Кузьменко, Я. С. Татаринов, М. И. Шутков), позволяет измерить силу мышц на всей амплитуде возможного движения в суставах. Стационарный вариант измерительного приспособления состоит из опорной в 2,5 м высотой рамы, одна сторона которой имеет вид полуокружности, вдоль которой располагаются блоки, создающие возможность измерять силу мышц при любом положении конечности с сохранением обязательного условия – положение между конечностью и динамометром – 90°. В центре рамы располагается опорная вертикаль для укрепления испытуемого.

Она имеет дополнительную опорную штангу для фиксации коленного сустава, площадку с укрепленным слаломным ботинком, которая позволяет полностью исключить движение в голеностопном суставе опорной ноги, площадку для опоры и фиксации туловища. Опорное приспособление свободно вращается вокруг вертикальной оси. Это позволяет измерить силу мышц при движении вокруг сагиттальной и фронтальной осей. При измерении силы мышц туловища в центре опорной рамы устанавливается вместо опорной вертикали фиксирующее устройство для таза и нижних конечностей с меняющейся высотой укрепляющей площадки. На опорной раме укреплено также два реверсионных электромотора, которые создают возможность с помощью тросов и динамометра измерять силу мышц при преодолевающем и уступающем видах работы. Преимущество этого метода в том, что имеется возможность измерить силу мышц в специфических рабочих углах с большой точностью при движениях во всех без исключения суставах при преодолевающей, удерживающей и уступающей работе мышц. Недостаток – громоздкость.

Переносной вариант опорного приспособления для измерения силы мышц (Р. Н. Дорохов, Ю. Д. Кузьменко) представляет соединенный из труб параллелепипед, три стороны которого имеют металлические перемычки, расположенные через равные промежутки, которые позволяют при необходимости задать с помощью цепей желаемое положение исследуемому звену тела, то есть измерить силу мышц при любом их состоянии (растянутости). Четвертая сторона снабжена подвижной рамой с ремнями и опорными скобами, с помощью которых испытуемый закрепляется в нужном положении, исключаются добавочные движения. Опорные скобы и рама могут быть подогнаны под любой рост испытуемого, что весьма существенно при измерениях в школах. С целью сохранения постоянной силы мышц плеча, изготовлены аппараты каркасного типа, которые надеваются на звено тела, сила которого изучается.

Достоинства – возможность разобрать приспособление и легко транспортировать его, возможность измерить силу в «рабочих углах».

Скелетные мышечные волокна подразделяются на быстрые и медленные. Скорость сокращения мышц различна и зависит от их функции. Например, быстро сокращается икроножная мышца, а глазная мышца сокращается еще быстрее.

Рис. Типы мышечных волокон

В быстрых мышечных волокнах более развит саркоплазматический ретикулум, что способствует быстрому выбросу ионов кальция. Их называют белыми мышечными волокнами.

Медленные мышцы построены из более мелких волокон, и их называют красными из-за их красноватой окраски, обусловленной высоким содержанием миоглобина.

Рис. Быстрые и медленные мышечные волокна

Таблица. Характеристика трех типов волокон скелетных мышц

Показатель	Медленные оксидативные волокна	Быстрые оксидативные волокна	Быстрые гликолитические волокна
Главный источник образования АТФ		Окислительное фосфорилирование	Гликолиз
Митохондрии
Капилляры
	Высокое (красные мышцы)	Высокое (красные мышцы)	Низкое (белые мышцы)
Активность ферментов гликолиза		Промежуточная
		Промежуточное
Скорость утомления	Медленная	Промежуточная
Активность АТФазы миозина
Скорость укорочения	Медленная
Диаметр волокна
Размер двигательной единицы
Диаметр двигательного аксона

Сила мышц

Силу мышцы определяют по максимальной величине груза, который она может поднять, либо по максимальной силе (напряжению), которую она может развить в условиях изометрического .

Одиночное мышечное волокно способно развить усилие 100-200 мг. В теле примерно 15-30 млн волокон. Если бы они действовали параллельно в одном направлении и одновременно, то могли бы создать напряжение 20-30 т.

Сила мышц зависит от ряда морфофункциональных, физиологических и физических факторов.

Расчет мышечной силы

Сила мышц возрастает с увеличением площади их геометрического и физиологического поперечного сечения. Физиологическое поперечное сечение мышцы представляет собой сумму поперечных сечений всех волокон мышцы по линии, проведенной перпендикулярно ходу мышечных волокон.

В мышце с параллельным ходом волокон (например, портняжная мышца) площади геометрического и физиологического поперечных сечений равны. В мышцах с косым ходом волокон (межреберные) площадь физиологического сечения больше площади геометрического и это способствует увеличению силы мышц. Еще больше возрастают физиологическое сечение и сила у мышц с перистым расположением мышечных волокон, которое наблюдается в большинстве мышц тела.

Для того чтобы иметь возможность сопоставить силу мышечных волокон в мышцах с различным гистологическим строением, используют понятие абсолютной силы мышцы.

Абсолютная сила мышцы — максимальная сила, развиваемая мышцей, в перерасчете на 1 см 2 физиологического поперечного сечения. Абсолютная сила бицепса составляет 11,9 кг/см 2 , трехглавой мышцы плеча — 16,8, икроножной 5,9, гладких мышц — 1 кг/см 2 .

где А мс — мышечная сила (кг/см 2); Р — максимальный груз, который способна поднять мышца (кг); S — площадь физиологического поперечного сечения мышцы (см 2).

Сила и скорость сокращения , утомляемость мышцы зависят от процентного соотношения различных типов двигательных единиц, входящих в эту мышцу. Соотношение разных типов двигательных единиц в одной и той же мышце у разных людей неодинаково.

Различают следующие типы двигательных единиц:

медленные неутомляемые (имеют красный цвет), они развивают небольшую силу сокращения, но могут длительно находиться в состоянии тонического напряжения без признаков утомления;
быстрые, легко утомляемые (имеют белый цвет), их волокна развивают большую силу сокращения;
быстрые, относительно устойчивые к утомлению, развивающие относительно большую силу сокращения.

У разных людей соотношение числа медленных и быстрых двигательных единиц в одной и той же мышце определено генетически и может значительно различаться. Чем больше в мышцах человека процент медленных волокон, тем более она приспособлена к длительной, но небольшой по мощности работе. Лица с высоким содержанием в мышцах быстрых сильных моторных единиц способны развивать большую силу, но склонны к быстрому утомлению. Однако надо иметь в виду, что утомление зависит и от многих других факторов.

Сила мышцы увеличивается при ее умеренном растяжении. Одним из объяснений этого свойства мышц является то, что при умеренном растяжении саркомера (до 2,2 мкм) увеличивается вероятность образования большего количества связей между актином и миозином.

Рис. Соотношение между силой сокращения и длиной саркомера

Рис. Соотношение между силой мышцы и ее длиной

Сила мышц зависит от частоты нервных импульсов , посылаемых к мышце, синхронизации сокращения большого числа моторных единиц, преимущественного вовлечения в сокращение того или иного типа моторных единиц.

Сила сокращений увеличивается:

при вовлечении в процесс сокращения большего количества моторных единиц;
при синхронизации сокращения моторных единиц;
при вовлечении в процесс сокращения большего количества белых моторных единиц.

При необходимости развить небольшое усилие сначала активируются медленные неутомляемые моторные единицы, затем быстрые, устойчивые к утомлению. Если надо развить силу более 20-25% от максимальной, то в сокращение вовлекаются быстрые, легко утомляемые моторные единицы.

При напряжении до 75% от максимально возможного практически все моторные единицы активированы и дальнейший прирост силы идет за счет увеличения частоты импульсов, посылаемых к мышечным волокнам.

При слабых сокращениях частота посылки нервных импульсов по аксонам мотонейронов составляет 5-10 имп/с, а при большой силе сокращения может доходить до 50 имп/с.

В детском возрасте прирост силы идет главным образом за счет увеличения толщины мышечных волокон, что связано с увеличением в них количества миофибрилл. Прирост числа волокон незначителен.

При тренировке мышц у взрослых нарастание их силы связано с увеличением миофибрилл, а повышение их выносливости обусловлено увеличением числа митохондрий и получением АТФ за счет аэробных процессов.

Имеется взаимосвязь силы и скорости сокращения мышцы. Скорость сокращения мышцы тем больше, чем больше ее длина (за счет суммации сократительных эффектов саркомеров). Она уменьшается при увеличении нагрузки. Тяжелый груз можно поднять только при медленном движении. Максимальная скорость сокращения, достигаемая при сокращении мышц человека, около 8 м/с.

Мощность мышцы равна произведению мышечной силы на скорость укорочения. Максимальная мощность достигается при средней скорости укорочения мышц. Для мышц руки максимальная мощность (200 Вт) достигается при скорости сокращения 2,5 м/с.

Сила сокращения и мощность мышцы снижаются при развитии утомления.

Мышечная сила человека- это способность преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему посредством мышечных усилий.

В теле человека насчитывается около 600 мышц. Мышцы составляют у мужчин - 42% веса тела; у женщин - 35%; в пожилом возрасте - 30%; у спортсменов - 45-52%. Более 50% веса всех мышц располагается на нижних конечностях, 25-30% - на верхних конечностях; 20-25% - в области туловища и головы.

Силу мышц определяют с помощью динамометров и по максимальному весу поднимаемой штанги (тяжести). Например, средний показатель силы мышц кисти, измеренный с помощью динамометра, у женщин равен 30-35 кг, у мужчин - 40-45 кг. У спортсменов этот показатель в 1,5-2,0 раза больше .

В основном выделяют 2 вида силы мышц человека:

· абсолютную
· относительную

Для мышц человека характерно 2 режима работы:

· динамический
· статический

В динамическом, в свою очередь, выделяют уступающий режим, когда при мышечном напряжении длина мышцы увеличивается, и преодолевающий,когда при работе мышца укорачивается.

Развитие мышечной силы человека

Сила как физическое качество человека

Физическое качество человека «сила» можно определить, как его способность преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему за счет мышечных усилий . Одним из наиболее существенных моментов определяющих мышечную силу - это режим работы мышц. В физиологии человека выделяют две формы мышечного сокращения - динамическую и статическую.

Динамическая форма проявляется в двух видах работы: 1) если внешняя нагрузка меньше развиваемого мышцей напряжения, то она укорачивается, выполняя преодолевающую работу; 2) если же внешняя нагрузка больше, чем напряжение мышцы, то мышца под ее действием растягивается, удлиняется и таким образом производит уступающую работу.

Если внешняя нагрузка равна напряжению, развиваемому мышцей, а ее длина не изменяется, то такую работу мышц называют изометрической. Это статическая форма сокращения. Для измерения силы мышц введено два понятия: абсолютная сила и относительная сила. Абсолютная сила - вся сила, проявляемая человеком в каком либо упражнении без учета веса мышц или всего тела. Например: наибольший вес штанги, с которым удалось встать атлету из приседа, служит показателем абсолютной силы мышц ног. Можно измерить силу мышц - сгибателей или разгибателей локтевого, коленного суставов, силу мышц разгибателей туловища. Относительная сила - сила человека проявляемая в каком либо упражнении приходящаяся на 1 кг веса тела. Относительная сила увеличивается, если абсолютная растет без заметного увеличения веса тела занимающегося.

Величина внешнего сопротивления или нагрузка определяет быстроту сокращения мышцы. При очень малых нагрузках мышца сокращается быстро, а при очень больших медленно. Установлено, что способности к проявлению силы в движениях разной быстроты и продолжительности мало взаимосвязаны. Можно выделить четыре типа спортивных движений, в которых проявляются силовые качества спортсмена:

а) движения, где требуются максимальные, либо близкие к ним усилия, называют собственно силовыми;
б) движение, где требуется проявлять значительную силу за короткий промежуток времени, называют скоростно-силовыми;
в) движения, которые выполняются с предельной быстротой при очень незначительном внешнем сопротивлении, называют скоростными;
г) статические и циклические упражнения силового и скоростно-силового характера, выполняемые длительно, требуют проявления силовой выносливости;

Морфологической основой мышечной силы является содержание сократительных белков в мышечном волокне, толщина мышечных волокон. Проявление мышечной силы зависит также от типа мышечных волокон - быстрых и медленных. Если в мышцах больше быстрых волокон, человек способен развивать максимальную мощность в быстрых скоростно-силовых движениях, выполнять работу взрывного характера. Преобладание медленных моторных единиц дает возможность длительно поддерживать мышечное напряжение. Силовая выносливость у таких людей выше, чем у людей взрывного типа.

Биохимической основой мышечной силы является эффективность энергетического обмена и пластической функции белка, совершенствование сократительного актомиозинового комплекса, активность ферментов, ускоряющих ресинтез АТФ, гормональная регуляция. Максимальная мышечная сила при систематических занятиях растет за счет увеличения абсолютного (анатомического) поперечника мышц, а также за счет физиологических резервов мобилизации нервно-мышечных (моторных) единиц, вовлекаемых в работу.

Сила мышцы зависит от многих факторов. При прочих равных условиях она пропорциональна поперечному сечению мышц (принцип Вебера). Максимально возможное ее сокращение, укорочение при прочих равных условиях пропорционально длине мышечных волокон (принцип Бернулли).

Структура силовых способностей человека

При педагогической характеристике силовых способностей человека выделяют следующие их разновидности.

1. Максимальная изометрическая (статическая) сила - показатель силы, проявляемой при удержании в течение определенного времени предельных отягощений или сопротивлений с максимальным напряжением мышц.
2. Медленная динамическая (жимовая) сила , проявляемая, например, во время перемещения предметов большой массы, когда скорость практически не имеет значения, а прилагаемые усилия достигают максимальных значений.
3. Скоростная динамическая сила характеризуется способностью человека к перемещению в ограниченное время больших (субмаксимальных) отягощений с ускорением ниже максимального.
4. «Взрывная» сила - способность преодолевать сопротивление с максимальным мышечным напряжением в кратчайшее время.
5. Амортизационная сила характеризуется развитием усилия в короткое время в уступающем режиме работы мышц, например при приземлении на опору в различного вида прыжках, или при преодолении препятствий в рукопашном бою и т. д.
6. Силовая выносливость определяется способностью длительное время поддерживать необходимые силовые характеристики движений. Среди разновидностей выносливости к силовой работе выделяют выносливость к динамической работе и статическую выносливость. Выносливость к динамической работе определяется способностью поддерживания работоспособности при выполнении профессиональной деятельности, связанной с подъемом и перемещением тяжестей, с длительным преодолением внешнего сопротивления. Статическая выносливость - это способность поддерживать статические усилия и сохранять малоподвижное положение тела или длительное время находится в помещении с ограниченным пространством.
7. Силовая ловкость - способность к переключению с одного режима мышечной работы на другой при необходимости максимального или субмаксимального уровня проявления каждого силового качества. Она проявляется там, где есть сменный режим работы мышц и непредвиденные ситуации деятельности (борьба, регби и др.) Для развития этой способности, зависящей от координационных способностей, нужна специальная направленность тренировки.

Направленность упражнения на ту или иную силовую способность определяется компонентами нагрузки и зависит от: 1) вида и характера упражнения; 2) величины отягощения или сопротивления; 3) количества повторений упражнения или времени изометрического напряжения мышц; 4) скорости движений; 5) темпа выполнения упражнения.

Режимы работы мышц

Учитывать отмеченные режимы работы мышц важно, т.к. они имеют разную эффективность в тренировке. В специальных исследованиях делались попытки определить эффективность уступающего, преодолевающего, статистического и комбинированного режимов работы мышц в силовой подготовке. Было установлено, что преодолевающий режим эффективнее уступающего и статического,но наиболее эффективный - комбинированный .

Известно также, что предшествующее статическое напряжение мышц положительно сказывается на последующей динамической работе, повышая её эффективность иногда на 20%. Поэтому статические силовые элементы следует планировать перед динамическими .

Методы и средства развития силы

На практике распространены следующие методы силовой подготовки:

· метод максимальных усилий
· метод повторных усилий
· метод динамических усилий
· метод статических усилий
· метод электрической стимуляции
· метод биомеханической стимуляции

Сравнивая динамический и статистический методы развития силы, необходимо отметить следующее

При динамическом режиме работы мышц происходит достаточное кровоснабжение. Мышца функционирует как насос - при расслаблении наполняется кровью и получает кислород и питательные вещества.

Во время статического усилия мышца постоянно напряжена и непрерывно давит на кровеносные сосуды. В результате она не получает кислород и питательные вещества. Это ограничивает продолжительность работы мышц .

Поэтому проблема физического и функционального развития мышц рук является актуальной.

Определение мышечной силы спомощью динамометрии

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.

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 деменции (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.