Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела (Нейматов, Сабинин) - страница 57

• когда мышца оказывает сопротивление в рычаге второго рода, она выполняет эксцентрическое сокращение и отрицательную работу, затрачивая при этом меньше энергии, чем мышца, сокращающаяся с такой же силой, но концентрически.

В примерах, в которых рассчитывался вращающий момент (T = F||┴d|), — ┴d была эквивалентна плечу силы рычага. Всякий раз, когда линия действия силы расположена под углом 90° к сегменту, ┴d будет идти вдоль рычага и совпадать с плечом рычага для этой силы. Гораздо чаще, однако, в организме человека силы действуют не под прямым углом. Это особенно справедливо для сил, развиваемых мышцами. Линии действия мышц редко даже приближаются к углу 90°, потому что это означало бы, что мышца перпендикулярна кости. Если бы такое было правилом, а не исключением, люди имели бы весьма странную форму. Линии действия большинства мышц проходят почти параллельно костям, к которым они прикрепляются. Когда сила действует не под углом в 90° к рычагу, то плечо рычага не длиннее, чем кратчайшее расстояние между линией действия силы и осью сустава. Плечо момента (mа) всегда есть кратчайшее расстояние между линией действия и осью сустава, и находится при помощи измерения длины линии, проведенной перпендикулярно вектору силы, пересекающему ось сустава. Соответственно:

ma = ┴d и

T = |F||ma|.

Когда сила действует под прямым углом к сегменту, ma и плечо рычага (ПР) эквивалентны. При всех других углах, как будет видно далее, ma будет меньше, чем ПР.

2.10.1. Плечо момента мышечной силы

На рис. 2.41 сила, действующая на рычаг, имеет постоянную величину, но угол ее действия на рычаг меняется, и, соответственно, меняется длина плеча момента. Угол действия силы есть угол между линией действия и рычагом со стороны оси сустава. Плечо рычага, как было определено ранее, есть расстояние от точки приложения силы до оси сустава. ПР на рис. 2.41 неизменно во всех трех вариантах. Однако ma изменяется при изменении угла действия силы. Вращающий момент, развиваемый силой, является произведением величины F (в кг) и величины ma (в см) для каждой из трех позиций. Соответственно, как плечо момента, так и вращающий момент, создаваемый силой, различны при каждом из трех углов действия.

Рис. 2.41. Угол тяги силы есть угол между рычагом и вектором со стороны оси сустава. Когда угол тяги изменяется, это же происходит с размером плеча момента силы

На рис. 2.42 мышечный вектор бицепса показан схематически при воздействии на предплечье, когда локтевой сустав согнут под углами в 35°, 70°, 90° и 135°. Это углы сгибания сустава, а не углы действия мышечной силы! Нас интересует угол действия мышечной силы. Мы обращаемся к суставному углу потому, что этот угол можно легко измерить, тогда, как угол приложения силы у человека измерить крайне трудно, а зачастую вообще невозможно.