Зависимость скорости укорочения_от нагрузки F является важнейшей при изучении работы мышцы,так как позволяет выявить закономерности мышечного сокращения и его энергетики. Она была подробно изучена при разных режимах сокращения Хиллом и представлена для преодолевающего режима на рис. 12.
Им же было предложено эмпирическое выражение, описывающее эту кривую:
В этом выражении: Р- сила на конце мышцы; Р- максимальная изометрическая сила.; а и в- константы
Это выражение называется уравнением Хилла и является основным характеристическим уравнением механики мышечного сокращения.
Рис. 12. Зависимость скорости одиночного сокращения мышцы
от нагрузки
Величину мощности можно рассчитать из кривой «сила- скорость». Для каждого значения этой кривой мощность равна площади прямоугольника, одна из вершин которого находится на кривой. а вторая – в начале координат (рис. 13.) при максимальной стимуляции мышцы ее мощность зависит от скорости сокращения. Максимальное значение мощности отмечается при оптимальных величинах скорости и силы мышцы, равных примерно 1/3 максимальных значений. Таким образом, максимальная мощность равна примерно 1 /10 той величины, которая была бы достигнута, если бы в одном и том же сокращении мышца могла проявить одновременно и максимальную силу, и максимальную мощность.
|
|
При сокращении мышца расходует энергию, которая превращается в работу и тепло. Отношение выполненной работы к общим затратам энергии (работа + тепло) называется коэффициентом полезного действия (к.п.д.)
К.П.Д. мышцы зависит от скорости ее сокращения. Он максимален при скорости, равной примерно 20 % от максимальной.