Как устранить утомление мышц при динамической и статической работе ответ кратко
Обновлено: 25.04.2024
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Выберите документ из архива для просмотра:
Выбранный для просмотра документ Динамическая и статическая работаПрактическая работа.docx
Практическая работа № 3
Утомление при статической и динамической работе
Цель: дать знания о динамической и статической работе мышц; выявить причины наступления утомления.
Оборудование: гантели массой 1, 3, 5 кг., секундомер или часы с секундной стрелкой.
Работа, связанная с перемещением тела или груза в пространстве, называется динамической (управление токарным станком, пилка дров и т.д.) – при ней сокращение мышц чередуются с их расслаблением; а работа, связанная с удержанием определенной позы или груза, — статической – мышца находится в непрерывном сокращении. При любой динамической работе часть мышц всегда функционирует в статической режиме. Мышцы лишь исполнительные органы, само движение, включающее как статические, так и динамические элементы, определяется деятельностью нервной системы.
1. Динамическая работа. Работа проводится в парах. Испытуемый последовательно, после нескольких перерывов (3-5мин.), сгибает руку с гантелями разной массы (в одном ритме). Экспериментатор фиксирует время начала эксперимента и время начала утомления
(когда выполнения упражнения в заданном ритме невозможно). В момент наступления утомления упражнение прекращается.
Результаты следует зафиксировать в таблице, произведя необходимые расчеты.
m - масса гантели
2. Статическая работа. Работа проводится в парах. берет гантель массой 1кг, отводит ее на вытянутую руку в сторону горизонтально вдоль доски и меловой чертой отмечают уровень, на котором находится рука с грузом.. Он держит до тех пор, пока рука не начнет опускаться от напряжения ( вначале рука неподвижна, затем она начинает опускаться ниже отметки, после чего рывком возвращается в исходное положение: отклонение от нормы вызывает рефлексы, восстанавливающие норму; затем уставшая мышца начинает дрожать, и , наконец, рука опускается – это время засекают по секундомеру). Начало и окончание опыта фиксируются экспериментатором. Опыт повторяется после непродолжительного отдыха (3-5 мин.) с гантелей массой 3 кг, затем отдых и повторение опыта с гантелей массой 5кг.
Результаты следует зафиксировать в таблице, произведя необходимые расчеты.
m - масса гантели
3. Сравнить результаты динамической и статической работы.
Нагрузка ( кг)
m - масса гантели
Работа динамическая
Работа статическая
Ответить на вопросы
А) От чего зависит величина производимой человеком работы?
(От нагрузки на мышцы и темпа их сокращений).
Б) При каких условиях обеспечивается наибольшая производительность работы и наименьшее утомление?
(При средней нагрузке на мышцы и среднем темпе их сокращений – так называемый закон среднего ритма.).
( Работоспособность и общее состояние здоровья человека зависят от чередования умственного и физического труда т.е. одни нервные центры работают, а другие отдыхают).
Г) Объясните, почему мышечная деятельность оказывает влияние на весь организм в целом, на общее состояние и самочувствие человека?
(Работа мышц зависит от правильного функционирования всех систем организма. Мышечная работа требует затрат энергии, которую организм должен из чего то выработать и доставить к месту использования – мышцам).
Работа мышц. Сокращаясь, мышцы выполняют механическую работу. Различается два вида мышечной работы — внутренняя (статическая) и внешняя (динамическая). Статическая работа связана с процессами, развивающимися в самой мышце, и проявляется в удержании частей тела в определенном положении (стоячем, сидячем и т. д.). Во время статической работы (удержание груза, положения тела) мышцы длительное время пребывают в тонусе, обеспечивающем их напряженность — состояние постоянного частичного сокращения мышцы, для которого характерны незначительные утомляемость и энергозатраты. Величина статической работы, выполняемой мышцей, зависит от ее нагрузки и времени, в течение которого действует это нагрузка.
Динамическая работа связана с перемещением любого груза, тела или частей тела в пространстве. Во время этой работы сокращение мышц чередуется с их расслаблением. Динамическая работа способствует оттоку крови от органов, усиливая деятельность внутренних органов, нервной системы и др. Величина динамической работы, выполняемой мышцей, зависит от ее силы, скорости сокращения и выносливости.
Сила, развиваемая мышцей, зависит от массы сократительных белков, количества мышечных волокон и частоты нервных импульсов, поступающих в мышцы. Чем больше в мышце содержится волокон, тем больше ее масса, она толще и сильнее. Если человек занимается физическим трудом, то усиленная функция мышцы приводит к увеличению ее массы и поперечного сечения. И, наоборот, если человек ведет малоподвижный образ жизни и не тренирует мышцы, то они уменьшаются в объеме и массе. Сила мышц у разных людей различна и зависит от особенностей конституции, пола, профессии, возраста и т. п. Например, сила мышц у мужчин обычно больше, чем у женщин; в пожилом возрасте — меньше, чем в молодом.
СИЛА МЫШЦЫ — это величина максимального напряжения, которое она может развить при возбуждении.
СКОРОСТЬ СОКРАЩЕНИЯ МЫШЦЫ — время, за которое мышца может сократиться или расслабиться.
ВЫНОСЛИВОСТЬ МЫШЦЫ — способность мышцы в течение длительного времени поддерживать заданный ритм работы.
УТОМЛЕНИЕ МЫШЦЫ — это снижение трудоспособности мышцы.
При динамической работе длина мышц меняется. Чем длиннее мышца, тем на большее расстояние она может сократиться. Чем меньше время, требуемое для сокращения мышцы, тем больше ее скорость сокращения.
Работа мышц сопровождается затратами энергии. Вспомните, где берется энергия для сокращения мышц.
Утомление мышц. Все мышцы вследствие напряжения утомляются. Основными причинами утомления является недостаточное снабжение мышц кислородом; уменьшение запасов органических веществ, которые являются источником энергии сокращения; накопление продуктов обмена (молочной кислоты и т. д.).
Утомление мышц зависит от величины и продолжительности их напряжения, частоты сокращения отдельных волокон, состояния нервной системы. Чем больше нагрузка и продолжительность напряжения мышц, тем быстрее они утомляются. Если выполнять физические упражнения ритмично, то утомление наступает позже. Убедитесь в этом, выполнив лабораторное исследование.
Исследования физиологов свидетельствуют о том, что наибольшую работу мышцы могут выполнить при средней нагрузке и среднем ритме. Физическая усталость — нормальное физиологическое явление. После отдыха (расслабления) работоспособность мышц не только восстанавливается, но и часто превышает начальный уровень.
Выносливость мышц зависит от их приспособленности к определенному виду нагрузки (например, мышц спины и живота — к статической нагрузке, а рук и ног — к динамической). Так, мышцы ног при ходьбе устают меньше, чем во время стояния, а мышцы туловища быстрее устают во время работы, связанной с наклонами.
При динамической нагрузке мышцы то сокращаются, то расслабляются. Это позволяет им отдохнуть, и поэтому мышца может работать достаточно долго. Нервная система, осуществляя регуляцию работы мышц, приспосабливает их деятельность к текущим потребностям организма, позволяет им работать с высоким коэффициентом полезного действия.
Хотя во время статической нагрузки мышцы не выполняют механическую работу над внешними телами, однако они находятся в постоянном напряжении: большинство волокон одновременно сокращается, поэтому мышца утомляется. Так, человек не может долго простоять с высоко поднятыми руками.
Лабораторное исследование
Тема. Развитие утомления при статической и динамической нагрузке. Влияние ритма и нагрузки на развитие усталости.
Цель: исследовать возникновение утомления при статической и динамической нагрузке и влияние ритма сокращений и величины нагрузки на развитие усталости; определить и обосновать факторы, влияющие на развитие усталости мышц.
Оборудование: 1-, 2- и 3-килограммовые гантели (или портфель с книгами, масса которого 1 кг, 2 кг и 3 кг), секундомер.
Ход исследования
Задача 1. Определение скорости наступления утомления при различных видах нагрузки (работу следует выполнять в парах).
1. Первый ученик становится у доски, берет в обе руки груз (3-килограммовые гантели или портфели) и разводит в стороны вытянутые руки с грузом до уровня груди. Второй ученик делает мелом на доске отметки уровней, до которых первый ученик поднял руки с грузом. После этого включает секундомер и фиксирует время до того момента, когда хотя бы одна рука первого ученика с грузом начнет опускаться вниз.
После этого ученики меняются ролями.
2. Первый ученик берет те же грузы, ритмично поднимая (до высоты отметок, сделанных ранее) и опуская их. Движения нужно выполнять до момента наступления утомления. Второй ученик фиксирует время наступления утомления.
После этого ученики меняются ролями.
3. Опишите последовательные изменения, происходящие в мышцах руки при развитии утомления.
4. Сделайте вывод: при каком виде нагрузки (статическом или динамическом) быстрее наступает утомление?
Задача 2. Исследование влияния ритма сокращений мышц на развитие утомления.
Работу следует выполнять в группах по вариантам: I вариант — масса груза 1 кг: II вариант — 2 кг; III вариант — 3 кг.
1. Первый ученик берет в обе руки груз (в соответствии с вариантом) и медленно поднимает его в течение 6 с до уровня отметки, зафиксированной во время выполнения задания 1. Затем в течение 6 с опускает руки. Повторяет подъема и опускания груза в таком ритме до наступления утомления. Второй ученик считает количество поднятий и фиксирует время, когда наступает утомление. Результаты записывает в соответствующие графы таблицы 1.
После этого ученики меняются ролями.
2. Действия, аналогичные описанным в п. 1, выполняйте в ритме 3 с, затем — 1 с. Результаты запишите в соответствующие графы таблицы 1. (Частоту ритма можно задавать метрономом.)
Ритм, с
6
3
1
Время наступления утомления, с
3. На основе данных исследования в каждой группе установите, при каком ритме утомление наступает позже.
4. Сделайте вывод, как влияет ритм на развитие утомления.
Задача 3. Исследование влияния нагрузки на развитие утомления.
Работу следует выполнять в группах по вариантам: I-й вариант — ритм 6 с; II вариант — 3 с; III вариант — 1 с.
1. Первый ученик берет в обе руки груз (сначала 1 кг, затем 2 кг и 3 кг) и поднимает и опускает его в одном ритме (в соответствии с вариантом).
2. Второй ученик считает количество поднятий и фиксирует время, когда наступает утомление. Результаты записывает в соответствующие графы таблицы 2.
После этого ученики меняются ролями.
Груз, кг
1
2
3
Время наступления утомления, с
3. На основе данных исследования в каждой группе установите, при какой нагрузке утомление наступает позже.
4. Сделайте вывод: как влияет величина нагрузки на развитие утомления?
Работа мышц: статическая и динамическая. Сила мышцы. Скорость сокращения мышцы. Выносливость мышцы. Утомление мышцы
Существуют вещества (допинги), резко увеличивающие на короткое время мышечную силу, ускоряющие проведение нервных импульсов. Известны также препараты, стимулирующие синтез мышечных белков под действием нагрузок. В спорте применение допингов запрещено не только потому, что спортсмен, его принявший, имеет преимущества перед другими, но и потому, что эти вещества вредны для здоровья. Расплатой за временное повышение работоспособности может быть полная нетрудоспособность. Как вы относитесь к использованию допингов в спорте? Почему?
В начале тренировок можно заметить существенное улучшение спортивных результатов, так как число двигательных единиц (мышечных волокон) увеличивается. Со временем результаты видны постепенно, так как организм привыкает к действиям. Увеличение числа мышечных волокон уже не происходит, однако они продолжают сами перестраиваться. В них также увеличивается число сократительных нитей и митохондрий. Этот процесс имеет свое название – тренировочный эффект.
№ 2. За счёт чего при тренировках возрастает точность мышечных сокращений?
Точность мышечных сокращений возрастает при тренировках за счет адаптации к выполняемым действиям и улучшения работы ЦНС.
№ 3. Поясните различие между динамической и статической работой.
При динамической работе выполняется перемещение груза или тела.
При статической работе выполняется удержание тела в определенной позе.
Стр. 94
№ 1. Занимаетесь ли вы спортом, делаете ли утреннюю зарядку? Оцените, насколько активный образ жизни вы ведёте. Не грозит ли вам гиподинамия?
Я занимаюсь футболом, делаю утреннюю зарядку, а также иногда на выходных бегаю по утрам. Я веду активный образ жизни вместе со своей семьей, поэтому считаю, что нам не грозит гиподинамия.
№ 2. Объясните, почему при длительном стоянии человек устаёт больше, чем при ходьбе.
При выполнении одного и того же действия задействуются одни и те же мышцы. Находясь в одном положении, они постоянно напряжены и из-за этого быстро растрачивают энергию, а потому усталость наступает быстро. При беге или ходьбе мышцы, которые отвечают за сгибание и разгибание, работают по очереди.
Стр. 94
Лабораторная работа. Утомление при статической работе
Оборудование: секундомер, груз 4 – 5 кг (если взят портфель с книгами, то надо предварительно определить его массу).
Наблюдение признаков утомления при статической работе. Выясните, за какое время наступает предельное утомление.
Ход работы:
Становимся лицом к классу, вытягиваем руку в сторону строго горизонтально. Мелом на доске отмечаем тот уровень, на котором находится рука.
После приготовлений по команде включаем секундомер, и начинаем удерживать груз на уровне отметки.
Начальное время указываем в первой строчке таблицы. Затем определяем фазы утомления и проставляем их время.
Выясняем, за какое время наступает предельное утомление. Записываем показатели в таблицу.
| Статическая работа | Признак утомления | Время |
|---|---|---|
| Отсутствие утомления | Рука с грузом неподвижна | 3 минуты |
| Первая фаза утомления | Рука немного опускается, а потом рывком поднимается в исходное положение | 8 минут |
| Вторая фаза утомления | Дрожь в руке, пошатывание корпуса тела, повышение потоотделения, потеря координации | 13 минут |
| Предельное утомление | Рука с грузом опущена, опыт завершен | 16 минут |
Вывод: мы наблюдали за появлением признаков утомления при статической работе, определяли время наступления первой и второй фаз утомления, а также предельного утомления. Статическая работа подразумевает испытание выносливости тела человека, ведь оно находится определенное время в одном положении.
В мышечной работе различают два компонента: статическую и динамическую работу.
Динамическая работа. Это работа, связанная с перемещением тела или его отдельных частей в пространстве. При динамической работе происходит изменение длины мышечных волокон, но напряжение волокон остается постоянным. Для динамической работы характерна более или менее регулярная смена процессов сокращения и расслабления мышцы. Мышечная сила при динамической работе может быть больше или меньше величины внешнего противодействия. При динамической работе сопротивления, т. е. когда мышечная сила меньше величины внешнего противодействия, происходит удлинение мышечных волокон (опускание груза, спуск по лестнице). Особенностью динамической работы является то, что при ней наблюдается чередование противоположных движений за счет работы мышц-антагонистов. Такое чередование создает благоприятные условия для работы мышц. Во-первых, их работа чередуется с периодами отдыха. Во-вторых, в такие периоды отдыхают и руководящие мышцами нервные центры, что создает благоприятные условия для функционирования нервной системы в целом.
Статическая работа. Это работа мышц при неподвижном удержании груза. При статической работе длина мышечных волокон не меняется, а изменяется степень напряжения. В повседневной жизни статическая работа проявляется в двух формах: поддержании позы и удержании какого-либо груза. Сила сокращения при поддержании позы сравнительно невелика. Непрерывное мышечное сокращение при этом становится необязательным, оно производится только в определенные моменты с целью исправления легких нарушений равновесия позы. Однако некоторые специальные позы, такие как удержание верхних конечностей в горизонтальном положении, требуют значительных статических усилий. В большинстве случаев при удержании груза или сохранении позы противодействующей силой является сила тяжести. В некоторых случаях статическое сокращение может быть направлено на преодоление другой внешней силы. Особенностью статической работы является то, что при ней функционируют одни и те же мышечные группы. Это ведет к чрезвычайно быстрому утомлению их, в основном из-за ухудшения питания. Поэтому необходимо стремиться в любой работе свести статический компонент к минимуму.
Большинство действий человек выполняет за счет динамической работы, но в любой работе в большей или меньшей мере присутствует статический компонент. В основном от него и зависит утомительность. Во многих случаях статическая нагрузка возникает и при выполнении умственной работы за счет поддержания определенной позы. Таким образом, статическая нагрузка свойственна большинству работ, хотя она обычно выступает не в чистом виде, а в качестве одного из второстепенных элементов.
Работа мышц может протекать по-разному:
– как работа положительно динамическая, во время которой мышцы, сокращаясь, выполняют механическую работу благодаря превращению части выработанной энергии в механическую;
– как работа отрицательно динамическая, во время которой мышцы играют роль тормоза по отношению к действию внешнего усилия (в этих условиях вся выделившаяся энергия превращается в тепловую);
– как статическая работа, физиологическую основу которой составляет повышенное напряжение мышц. Длина мышечных волокон при этом не изменяется, мышца не выполняет никакой внешней работы, но в ее тканях происходят изменения, приводящие к преобразованию химической энергии в тепловую.
Принципы экономии движений. Конечной целью всех исследований в области движений является улучшение условий работы – разработка принципов экономии движений. Выделяют следующие принципы экономии движений:
1. Одновременность и симметричность движений. Рекомендуются следующие правила:
– обе руки должны начинать и заканчивать движения одновременно;
– движения рук могут иметь противоположные направления при условии, что эти движения симметричны;
– обе руки могут бездействовать только в период отдыха.
2. Экономичность движений, т. е. наибольшая простота. Физиологи установили, что утомление при работе зависит от количества мышц, принимающих участие в работе. Из этого следует, что наиболее простые движения вызывают наименьшее утомление.
3. Непрерывность и плавность движений. Такие движения более экономичны, чем прямолинейные движения с резкими изменениями направления.
4. Ритм движений. Ритмичностью называется повторяемость действий за одинаковые промежутки времени. Она обеспечивает меньшее расходование энергии мышцами, уменьшение усталости, позволяет достигать автоматизации рабочих движений.
5. Контроль движений. Контролируемые движения выполняются несколькими группами мышц: одна группа действует в одном направлении, а другая тормозит ее и обеспечивает нужную координацию. Примеры контролируемых движений: черчение, измерение, монтаж и т. д.
Основные факторы мышечных усилий.
1. Степень растяжения мышцы. Чем больше растянута мышца в исходном состоянии, тем выше степень развиваемого ею напряжения.
2. Обусловленность углом тяги. Мышечное усилие наиболее эффективно, если направление тяги составляет угол 90° с продольной осью соответствующей кости. Чем острее угол между направлением тяги и осью звена, тем меньше полезная отдача мышечного усилия.
Эти моменты часто антагонистичны. При сгибании в локтевом суставе наибольшее растяжение бицепса будет при разогнутой руке. Однако угол в этом случае будет близок к нулю градусов. В данном случае оптимальным будет угол около 90° (здесь фактор, обусловленный углом тяги, имеет большее значение, чем степень растяжения мышцы).
3. Положение центра тяжести звена. Величина выполняемой работы пропорциональна моменту силы тяжести звена, т. е. произведению его веса на плечо соответствующего рычага от точки вращения в суставе до центра тяжести звена (например, перейти из положения лежа на спине в положение сидя намного труднее, когда руки находятся за головой).
4. Сила мышцы. Под ней обычно понимают максимальную силу, т. е. величину груза, который в состоянии поднять данная мышца. Величину максимальной мышечной силы следует отличать от абсолютной силы мышцы. Абсолютная сила мышцы – это сила, приходящаяся на 1 см 2 физиологического поперечного сечения (сечения, проведенного перпендикулярно мышечным волокнам). Мышечная сила зависит от ряда причин, среди которых выделяют биологические и профессиональные.
– пол (у женщин сила мышцы на 30 % меньше, чем у мужчин);
– возраст (максимальная сила в 20 – 30 лет, к 60 годам она снижается до 90 %).
С биологическими тесно связаны профессиональные факторы.
Их было выделено три:
– зависимость от угла сгибания сегментов конечности (например, нижняя конечность может развивать усилие от 90 до 200 кг, в зависимости от угла сгибания в коленном суставе и положения туловища);
– природа усилия (при толчке усилие максимально, при вращении – минимально);
– стабильность (фиксация) рабочей позы.
Понятие мышечной силы не следует смешивать с выносливостью. Выносливость, или емкость работы, – это способность длительного выполнения работы на заданном уровне без развития утомления. Выносливость может быть измерена тем предельным временем, в течение которого возможно поддержание мышечной деятельности на заданном уровне. Основным фактором, ограничивающим продолжительность работы, является утомление. Путь к развитию выносливости лежит именно через утомление. Исследования в физиологии спорта показали, что работа, совершаемая до утомления, – обязательное условие совершенствования выносливости. В физиологии спорта оценку силы и выносливости обычно проводят с помощью кистевых динамометров.
Читайте также: