§ 11. Работа мышц

Определения и обозначения

Мышечная работа — это сокращение мышц, которое помогает телу двигаться или удерживать его части в определённом положении. Мышцы тянут кости, к которым прикреплены, и благодаря этому действуют на суставы. Значит, мышечная работа нужна не только для ходьбы и других движений, но и для поддержания позы.

Динамическая работа мышц — работа, при которой меняется положение частей тела и происходит движение. Мышца сокращается, а затем расслабляется; при этом её длина меняется. Такое определение помогает отличить движение от неподвижного удерживания предмета.

Статическая работа мышц — работа, при которой мышцы удерживают позу или груз без заметного движения. Например, напряжённые мышцы руки не дают сумке опуститься, хотя рука остаётся на месте. Это понятие показывает, что отсутствие движения не означает отсутствия мышечной работы.

Утомление мышц — временное снижение способности мышцы работать после нагрузки. Утомлённой мышце труднее продолжать работу, но это не обязательно означает, что она повреждена. Понятие помогает понять, почему нагрузку стоит чередовать с отдыхом.

Как это устроено

Движение возникает, когда мышца сокращается и тянет кость, к которой прикреплена. Кости соединены в суставах, поэтому тяга меняет их положение друг относительно друга. Мышцы не толкают кости, а именно тянут их; так, например, сгибается рука. Согласованная работа мышц позволяет движению быть направленным, а не случайным.

Во время динамической работы положение части тела постоянно меняется. Чтобы движение могло продолжаться, мышцы сокращаются и расслабляются попеременно: сокращение создаёт тягу, а расслабление позволяет мышце временно ослабить её. При движении руки мышцы, сгибающие и разгибающие её, действуют согласованно. Поэтому для движения недостаточно просто напрячь одну мышцу — важна смена её работы и работа других мышц.

Статическая работа нужна, когда положение тела или предмета требуется сохранить. Например, чтобы удержать книгу перед собой, мышцы рук должны тянуть кости и противодействовать силе, из-за которой руки опускались бы. Положение почти не меняется, но мышцы остаются напряжёнными и продолжают работать. Чем дольше нужно сохранять позу или удерживать груз, тем дольше мышцам приходится поддерживать это напряжение.

При динамической работе напряжение мышц сменяется расслаблением в ходе движения. При статической работе заметного чередования нет: мышцы долго остаются напряжёнными, чтобы удерживать тело или предмет на месте. Поэтому просто сравнить, движется ли груз, недостаточно для оценки усилия: неподвижный тяжёлый предмет тоже может требовать постоянной работы мышц. Разница между видами работы — в том, меняется ли положение частей тела и как долго сохраняется напряжение.

При длительной или интенсивной нагрузке работоспособность мышц постепенно снижается — наступает утомление. Мышцам становится труднее продолжать ту же работу, особенно если напряжение долго не прекращается. Во время отдыха нагрузка ослабевает, и мышцы получают возможность восстановить работоспособность. Поэтому паузы помогают продолжать работу, а непрерывное усилие может привести к более быстрому утомлению.

Сравнение видов мышечной работы

Сначала определите, меняется ли положение частей тела, а затем посмотрите, как долго мышцы остаются напряжёнными. Движение указывает на динамическую работу, а удерживание неподвижной позы или груза — на статическую. Примеры в таблице помогают применить эти признаки к повседневным действиям.

Разбор задач

Задача 1. Ученик поднимает и опускает гантель. Определите вид мышечной работы и объясните свой ответ.

1. Проверяем, меняется ли положение частей тела: рука поднимается и опускается, значит, движение есть.
2. При этом мышцы руки сокращаются и расслабляются, чтобы перемещать кости относительно сустава.
3. Так как положение руки меняется, относим работу к динамической.

Ответ. Это динамическая работа мышц: рука движется, когда ученик поднимает и опускает гантель. Гантель при этом перемещается вместе с рукой.

Задача 2. Человек держит сумку неподвижно вытянутой рукой. Определите вид работы и назовите причину напряжения мышц.

1. Смотрим, есть ли заметное движение: рука и сумка остаются на месте.
2. Несмотря на неподвижность, мышцы должны удерживать руку и противодействовать тому, что сумка опускается под действием силы тяжести.
3. Поскольку мышцы напряжены, но положение не меняется, определяем работу как статическую.

Ответ. Это статическая работа. Мышцы напряжены, чтобы удерживать вытянутую руку и сумку в одном положении.

Задача 3. Два ученика выполняют одинаковые движения: один работает без перерыва, другой делает паузы. У кого утомление наступит позже и почему?

1. Сравниваем не движения, а режим работы: первый ученик нагружает мышцы непрерывно, второй чередует нагрузку с паузами.
2. Во время пауз мышцы второго ученика отдыхают и могут восстановить работоспособность.
3. Значит, при прочих равных непрерывная нагрузка дольше утомляет мышцы, чем работа с перерывами.

Ответ. Позже утомление наступит у ученика, который делает паузы: отдых помогает мышцам восстановить работоспособность. Это не означает, что он выполняет меньше движений по условию, — отличается именно чередование нагрузки и отдыха.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что мышечная работа бывает только при движении. Так думают, потому что заметные действия вроде ходьбы легко связать с работой мышц, а удерживание позы выглядит неподвижным. Проверьте себя: если мышцы удерживают тело или груз, они работают и без видимого движения.

Ошибка — путать динамическую и статическую работу, ориентируясь только на то, напряжены ли мышцы. Напряжение может быть в обоих случаях, поэтому этот признак сам по себе не помогает выбрать вид работы. Спросите себя, меняется ли положение частей тела: движение означает динамическую работу, удерживание положения — статическую.

Ошибка — считать утомление повреждением мышцы. Так можно подумать, если после нагрузки мышцы хуже справляются с работой, но снижение работоспособности обычно временное. Проверьте себя: утомление означает, что мышце трудно продолжать работу сейчас, а не обязательно то, что она травмирована.

Ошибка — думать, что чем дольше мышца напряжена, тем эффективнее работа. Долгое напряжение без пауз не гарантирует лучшего результата, зато ускоряет утомление. Чтобы проверить это рассуждение, сравните непрерывное удерживание груза с работой, в которой есть короткие перерывы: отдых помогает восстановить работоспособность.

Связь с другими темами

Чтобы понять мышечную работу, нужно знать, как устроены скелетные мышцы, где они прикрепляются к костям и какую роль играют суставы. Эти знания объясняют, почему сокращение мышцы может изменить положение части скелета. Тема связана и с представлением о движении: мышца тянет кость, а сустав позволяет костям двигаться относительно друг друга.

Позже эти знания пригодятся при изучении физической нагрузки и тренировки. Понимание утомления помогает объяснить, зачем занятия чередуют с отдыхом и почему важен разумный режим. Это также связано с сохранением здоровья опорно-двигательной системы.

Что запомнить

• Мышцы обеспечивают движение, сокращаясь и действуя на кости.
• Динамическая работа сопровождается движением.
• Статическая работа помогает удерживать позу или груз.
• При статической работе мышцы остаются напряжёнными.
• Длительная или интенсивная нагрузка вызывает утомление.
• Отдых помогает мышцам восстановить работоспособность.