М'язова сила і витривалість
Важливим показником функціонального стану рухового апарату людини є м'язова сила. Вона характеризується максимальним напруженням, яке здатні розвинути м'язи під час збудження. Поодиноке подразнення викликає поодиноке збудження м'яза. Сила такого збудження залежить від кількості м'язових волокон, які входять до складу рухової одиниці, — чим більше волокон, тим більшою є сила скорочення.
Поки частота подразнення м'яза не перевищує певної величини, м'яз відповідає на кожне подразнення поодиноким скороченням. Збільшення частоти подразнень спричинюється до того, що серія скорочень м'яза зливається в одне, так зване тетанічне скорочення. При тетанічному скороченні напруження м'язових волокон більше, ніж при поодиноких.
Отже, максимальна сила м'яза залежить від кількості і товщини його волокон, частоти нервових імпульсів, швидкості м'язових скорочень і відбувається тоді, коли в роботу включені всі рухові одиниці за повного тетанусу. Сила людини характеризується здатністю переборювати зовнішню протидію за рахунок м'язових зусиль. Вона залежить від віку і статі, здоров'я та емоційного стану.
Для вимірювання м'язової сили застосовують динамометри: кистевий і становий. Максимальна сила кисті, кгс обчислюється як середнє арифметичне трьох здавлювань динамометра з максимальною силою через одну хвилину.
Розвиваючи напруження і скорочуючись, м'яз здатний виконувати механічну роботу. Найбільшу роботу він виконує за середніх навантажень і середніх швидкостей. Це явище дістало назву закону середніх навантажень.
Середні навантаження і середні швидкості скорочення різні для різних м'язів, що необхідно враховувати при розробці норм і організації праці.
Ефективність використання рухового апарату людини у процесі праці залежить не лише від її м'язової сили, а й від витривалості.
М'язова витривалість — це здатність тривалий час підтримувати зусилля на постійному рівні. Максимальна м'язова витривалість визначається підтриманням максимального зусилля протягом однієї хвилини. Фіксується значення максимального зусилля на початку і через одну хвилину. Коефіцієнт витривалості обчислюється за формулою
де а — початкове максимальне зусилля, кгс; б — зусилля через одну хвилину, кгс.
Напруження на максимальному рівні можливе лише протягом короткого часу, тому витривалість практично не може визначатися на рівні максимального зусилля. Витривалість до статичних навантажень оцінюється часом підтримання людиною зусилля на рівні 50—75% максимального. Витривалість до динамічного навантаження визначається тривалістю виконання ритмічної роботи на рівні половини максимального зусилля в темпі один раз за одну секунду.
Оцінка витривалості м'язів зводиться до визначення коефіцієнта К3.с.з зниження статичного зусилля. Для цього визначають, на скільки знизилось максимальне напруження м'яза через одну хвилину і відносять це значення до середньої абсолютної величини напруження.
де а — початковий рівень напруження м'яза, кгс; б — кінцевий рівень напруження м'яза, кгс.
На підставі даних вимірювання м'язової сили (максимальної і через одну хвилину) можна обчислити й коефіцієнт статичного зусилля:
Співвідношення, між м'язовою силою і витривалістю людини характеризує її працездатність. Вимірювання м'язової сили і визначення коефіцієнта статичного зусилля у працівників протягом робочого дня дозволяють оцінити динаміку їх працездатності і рівень фізичного напруження праці. Якщо зниження витривалості працівника не перевищує 10% порівняно з доробочим рівнем, то така праця^ характеризується незначним фізичним напруженням; від 10— 35% —- середнім, понад 35% — сильним напруженням.
Між м'язовим напруженням і витривалістю існує обернено пропорційна залежність. При збільшенні навантаження тривалість виконання роботи зменшується. Доведено, що збільшення навантаження вдвічі супроводжується зменшенням тривалості роботи в 4 рази. Отже, з фізіологічного погляду м'язи людини дають більший ефект за середніх навантажень і нормальної інтенсивності.