3.2. Мышечная сила и выносливость

Важным показателем функционального состояния двигательного аппарата человека является мышечная сила. Она характеризуется максимальным напряжением, которое способны развить мышцы во время возбуждения. Одиночное раздражение вызывает одиночное возбуждение мышцы. Сила такого возбуждения зависит от количества мышечных волокон, входящих в состав двигательной единицы, - чем больше волокон, тем больше сила сокращения.

Пока частота раздражения мышцы не превышает определенной величины, мышца отвечает на каждое раздражение одиночным сокращением. Увеличение частоты раздражений вызывается до того, что серия сокращений мышцы сливается в одно, так называемое тетанічне сокращения. При тетанічному сокращении напряжение мышечных волокон больше, чем при одиночных.

Следовательно, максимальная сила мышцы зависит от количества и толщины его волокон, частоты нервных импульсов, скорости мышечных сокращений и происходит тогда, когда в работу включены все двигательные единицы за полного тетанусу. Сила человека характеризуется способностью преодолевать внешнее сопротивление за счет мышечных усилий. Она зависит от возраста и пола, здоровья и эмоционального состояния.

Для измерения мышечной силы применяют динамометры: кистевий и становой. Максимальная сила кисти, кгс вычисляется как среднее арифметическое трех сдавлеваний динамометра с максимальной силой через одну минуту.

Развивая напряжение и сокращаясь, мышца способна выполнять механическую работу. Наибольшую работу он выполняет за средних нагрузок и средних скоростей. Это явление получило название закон средних нагрузок.

Средние нагрузки и средние скорости сокращения различны для разных мышц, что необходимо учитывать при разработке норм и организации труда.

Эффективность использования двигательного аппарата человека в процессе труда зависит не только от ее мышечной силы, но и от выносливости. Мышечная выносливость - это способность длительное время поддерживать усилия на постоянном уровне. Максимальная мышечная выносливость определяется поддержанием максимального усилия в течение одной минуты. Фиксируется значение максимального усилия в начале и через одну минуту. Коэффициент выносливости вычисляется по формуле

где а - начальное максимальное усилие, кгс; б - усилия через одну минуту, кгс.

Напряжение на максимальном уровне возможно только в течение короткого времени, поэтому выносливость практически не может определяться на уровне максимального усилия. Выносливость к статическим нагрузкам оценивается временем поддержания человеком усилия на уровне 50-75% от максимального. Выносливость к динамической нагрузки определяется продолжительностью выполнения ритмичной работы на уровне половины максимального усилия в темпе один раз за одну секунду.

Оценка выносливости мышц сводится к определению коэффициента Кз.с.з снижения статического усилия. Для этого определяют, на сколько снизилось максимальное напряжение мышцы за одну минуту и относят это значение средней абсолютной величины напряжения.

где а - начальный уровень напряжения мышцы, кгс; б - конечный уровень напряжения мышцы, кгс.

На основании данных измерения мышечной силы (максимальной и через одну минуту) можно вычислить и коэффициент статического усилия:

Соотношение между мышечной силой и выносливостью человека характеризует его работоспособность. Измерение мышечной силы и определения коэффициента статического усилия работников в течение рабочего дня позволяют оценить динамику их работоспособности и уровень физического напряжения труда. Если снижение выносливости работника не превышает 10% по сравнению с доробочим уровнем, то такая работа характеризуется незначительным физическим напряжением; от 10-35% - средним, свыше 35% - сильным напряжением.

Между мышечным напряжением и выносливостью существует обратно пропорциональная зависимость. При увеличении нагрузки продолжительность выполнения работы уменьшается. Доказано, что увеличение нагрузки вдвое сопровождается уменьшением продолжительности работы в 4 раза. Следовательно, с физиологической точки зрения мышцы человека дают больший эффект при средних нагрузках и нормальной интенсивности.