Мышцы и суставы

Физика > Мышцы и суставы

Большая часть скелетных мышц и суставов производят больше силы в организме, чем конечности во внешней среде.

Задача обучения

• Объяснить, какие силы воздействуют на мышцы.

Основные пункты

• Важно воспринимать мышцы как простые механизмы и изображать их в качестве диаграммы свободного тела.
• Поступающая сила в мышцах часто значительно превосходит исходящую.
• Много силы формируется в суставах. Мышцы способны переживать сокращение, но они не расширяются за пределы своих размеров. Очень часто силы действуют в противоположных направлениях, поэтому вычитаются.

Термины

• Сустав – любая часть тела, где соединены две кости. Способны сгибаться и выравниваться.
• Мышца – сокращающаяся форма ткани, при помощи которой животные осуществляют движения.

Мышцы и суставы

Мышцы и суставы отображают довольно интересные особенности статики. Мышцы способны сокращаться, поэтому встречаются парно. В руке бицепс выступает механизмом сгибания и закрывает конечность, а трицепс – разгибатель, открывающий ее. Подобное соотношение типично для скелетных мышц, костей и суставов.

Большая часть скелетных мышц создает больше силы в пределах организма, чем конечности в открытом мире. Почему так? Суть в том, что мышцы прикрепляются к костям при помощи сухожилий и напоминают простые механизмы. Рассматривая их в таком ключе, мы видим, что поступающая сила превышает исходную.

(a) – Бицепсы прикладывают силу FB, чтобы поддержать вес предплечья и книги. Трицепсы находятся в расслабленном состоянии. (b) – Эквивалентная механическая система с осью поворота в локтевом суставе

Много силы формируется также в суставах. Мышцы способны сокращаться, но они не могут расширяться за пределы своей длины. Часто созданные суставами и мышцами силы влияют в противоположных направлениях, а значит вычитаются. Если груз расположен далеко от сустава, то сила наибольшая. К примеру, если вы играете в теннис, то постоянный размах руки создает много силы. Важным фактором выступает именно повторное использование рычага при замахе. Однако, отсюда и типичные травмы, случающиеся из-за неправильной техники или же ошибочного выбора ракетки.

Спортсмены относятся с огромным вниманием к инвентарю. Он не только повышает их статус, но и позволяет снизить усталость и риск повреждения. Тренеры и физиотерапевты применяют информацию о связи сил и вращательных моментов при лечении мышц и суставов. Определенные техники даже способны восстанавливать поврежденные ткани. Некоторые упражнения выполняются под водой, где требуется меньше силы.

---