肌肉做功

更新时间:2024-08-06 22:18

在物理学里,把一个物体在力的作用下移动,称做该力对物体作了功,其值等于力和物体沿力方向移动距离的乘积。

可用下列公式表示:

W为所做的功,F为作用力,S为位移,θ为二者之间的夹角。肌肉在作非等长收缩时,可以做功,在作等长收缩时,物体没有产生位移,因而没有做功。

肌肉做功时克服的阻力,包括肌肉的内阻力和外阻力。因此,肌肉做功相应分为内功和外功。肌肉克服外阻力,如举起重物,做了外功,此时肌肉收缩的能量被转移为重物的位能,如肌肉做功是使身体运动,则转变为身体运动的动能。通常所讲的肌肉做功,主要是指肌肉作的外功,即机械功。肌肉机械功的大小取决于肌肉收缩时产生的张力和肌肉长度变化,后者是影响肌肉做功中的距离因素。

肌肉张力的大小由肌肉收缩时的力学、解剖学和生理学等条件所决定。负荷是肌肉产生张力的基本力学条件,没有负荷,肌肉不可能产生张力。负荷可以是重量,也可以是它的惯性力或其它的力。肌肉工作时,随着负荷的增大,肌肉收缩产生的张力也增大。影响肌肉张力的解剖学因素,主要是肌肉的生理横断面的大小。肌肉生理横断面是肌肉所有肌纤维横断面积的总和,在其它条件相同下,肌肉生理横断面愈大,包含的肌纤维也愈多,它所产生的张力也愈大。肌肉张力与生理横断面的关系可以用绝对力量、比肌力和生理横面三者的关系来表示。一块肌肉在对抗它所能勉强移动的负荷下收缩,所产生的最大张力为绝对力量,肌肉每平方厘米生理横断面所发挥的最大力量,称比肌力,比肌力等于肌肉的绝对力量与生理横断面积的比值。据测定,人体肌肉的比肌力约4~10,很显然,生理横断面积越大,肌肉的力量也越大。决定肌肉张力的生理条件可归结为神经肌肉兴奋和疲劳的程度,即神经系统的机能状态。大强度力量训练能提高肌肉的力量,在很大程度上是因为改善了神经系统对肌肉工作的调节能力。日本生理学家曾报道,有训练的优秀运动员在最大用力时,神经系统可以动员90%肌纤维参加工作,而常人最大用力时只能动员60%的肌纤维参与工作。

肌肉的长度决定肌肉工作时能缩短的最大距离。构成肌纤维的基本功能单位是肌小节,每块肌肉中肌小节的长度相对是一样的,而肌肉长度大,表明串联着的肌小节数量多,肌肉收缩时,缩短的程度就大。有报道,肌纤维平行排列的肌肉,在其它条件相同时,其机械功的大小与肌肉长度成正相关,即肌肉越长,缩短的距离越大,肌肉做功能力就越大。但这种情况只适用于不太长肌肉。由于肌肉不太长,因而,分布于肌肉全长的肌纤维几乎能够在同时发生兴奋。在肌纤维很长的多关节肌肉中,如缝匠肌,肌肉的机械功与其长度之间,并不完全成正比关系。这是因为,兴奋与收缩总是发生在肌肉的某些部位,而未兴奋部位由于被拉长而减少肌肉收缩能力,故做功能力远赶不上肌肉长度的增加。在羽状肌中,肌肉的机械功取决于最大肌束的长度,以及最大肌束与中央腱所成的角度。

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