Механические процессы в опорно-двигательном аппарате. Уравнение Хилла

Механические сокращения принято разделять на:

- изометрические (при которых длина остается постоянной)

- изотонические (при которых остается постоянной сила, развиваемая мышцей).

Чаще всего меняется и сила, и длина.

1 – тугая пружина с датчиком силы

2 – свободно поднимаемый груз

3 – электроды для стимуляции двигательного нерва

Хилл установил связь между силой и скоростью.

(ρ + а) υ = в (ρ₀ – ρ) (уравнение Хилла)

ρ – нагрузка (усилие, развиваемое мышцей в изотоническом режиме)

ρ₀ – максимальная нагрузка, которую может удержать мышца, не поднимая ее

υ – максимальная скорость при данной нагрузке ρ при изотоническом сокращении мышцы.

υ

При ρ = 0 υ_max

При ρ = ρ₀ υ = 0

 

 

Мощность: p₀ p

W = W_мах при

Т.к. а ≈ 0,3 ρ₀, то W_мах ≈ 0,3 ρ₀

Особенности прикрепления.

Мышцы со скелетом образуют рычаги, которые принято разделять на 2 вида:

- рычаги скорости (проигрываем в силе)

- рычаги силы

Рычаг силы:

 

 

Условие равновесия:

Fa = ρ · в

, т.к. в < а.

Рычаг скорости:

 

Условие равновесия:

Fa sinα = ρ · в

Кость опорно-двигательного аппарата сочленяется суставами. Основная характеристика сустава – число степеней свободы (т.е. число независимых осей, вокруг которых может вращаться сочленение костей).