Вопрос 6. 20 минут Эргометрия. Механические свойства тканей организма.
Человек с помощью
мышц совершает механическую работу,
которая обусловлена силой мышц и
развиваемой ими мощностью. Средняя
мощность, развиваемая человеком, не
занятым специально физическим трудом,
весьма невелика и, например, при ходьбе
по ровной местности составляет 100-200 вт
в зависимости от скорости.
Усталость
свидетельствует о том, что мышцы совершают
работу, хотя перемещения нет и работа
равна нулю. Такую работу называют
статической работой мышц.
Исследование
работоспособности мышц называется
эргометрией,
а соответствующие приборы - эргомерами.
Пример:
тормозной велосипед (велоэргометр). F
- сила трения между лентой и ободом
колеса, измеряемая динамометром. Вся
работа испытуемого затрачивается на
преодоление силы трения.
Тогда
A = Fтр
×
l = Fтр
×
2p
r - за
один оборот,
A
= n ×
Fтр
×
2p
r -
за n
оборотов,
-
средняя мощность.
Когда мышцы
совершают работу, в них освобождается
химическая энергия, накопленная в
процессе метаболизма; она частично
превращается в механическую работу, а
частично теряется в виде тепла.
Во
время работы используемых на велоэргометре
можно рассчитать к.п.д. превращения
химической энергии в механическую. КПД
варьирует в зависимости от скорости
вращения педалей и достигает максимальной
величины - 22% - при нажимании ногой на
педаль через каждые 0,9 (то есть при одном
обороте педалей за 1,8 с). С помощью
велоэргометра можно измерить не только
к.п.д. мускулатуры ног, но и максимальную
мощность, которую она способна развить
- эта мощность достигает 40 Вт на 1 кг
мышечной ткани. На таком уровне она
может оставаться лишь короткое время,
так как мышцы не могут получать кислород
с необходимой для этого скоростью.