Энергия упругой деформации мышечно-сухожильных структур и ее роль в повышении эффективности техники и экономичности выполнения физических упражнений

Введение
Двигательная деятельность человека происходит при помощи мышечной ткани, обладающей сократительными структурами. Работа мышц осуществляется благодаря сокращению (укорачиванию с утолщением) миофибрилл, которые находятся в мышечных клетках. Работа мышц осуществляется посредством их присоединения к скелету при помощи сухожилий. К биомеханическим свойствам мышц относят сократимость, упругость, жесткость, прочность и релаксацию.
Сократимость — это способность мышцы сокращаться при возбуждении. В результате сокращения происходит укорочение мышцы и возникает сила тяги. Запасенная таким образом энергия в финальной части движения (толкания, метания и т.д.) преобразуется в энергию движения (кинетическую энергию).
Упругость мышцы состоит в ее способности восстанавливать первоначальную длину после устранения деформирующей силы. Существование упругих свойств объясняется тем, что при растяжении в мышце возникает энергия упругой деформации. При этом мышцу можно сравнить с пружиной: чем сильнее растянута пружина, тем большая энергия в ней запасена. Это явление широко используется в спорте.
Цель исследования: энергия упругой деформации мышечно-сухожильных структур и ее роль в повышении эффективности техники и экономичности выполнения физических упражнений.
Задачи исследования:
 рассмотреть принцип использования энергии упругой деформации мышечно-сухожильных структур;
 определить экономичность выполнения физических упражнений;
 изучить обобщение результатов исследований .
Структура работы: Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.
1. Энергия упругой деформации мышечно-сухожильных структур и ее роль в повышении эффективности техники
1.1 Принцип использования энергии упругой деформации мышечно-сухожильных структур
Одним из условий, от которого зависит быстрота движений человека, является растягивание участвующих в движении мышц перед их сокращением и, если сокращение мышцы следует сразу после ее удлинения, она способна сокращаться с большей силой и развивать большую мощность. Такой тип (режим) мышечной активности, когда сокращение следует сразу после удлинения, в биомеханике называют циклом растягивания–сокращения (РС) (англ. – streth-shortening cycle) или реверсивным режимом сокращения мышц (англ. – reversible muscle action) .
Если сопротивление, приложенное к мышце, останется неизменным, скорость ее сокращения увеличится, что соответственно увеличит скорость движения звена, к которому мышца прикреплена. Величина силы и возможное ее увеличение в фазе концентрического сокращения в цикле РС определяется несколькими факторами.
Первый фактор – максимальная изометрическая сила мышц. В середине цикла РС, когда происходит переход от удлинения мышц к укорочению, от эксцентрического к концентрическому режиму работы, мышцы проявляют силу в изометрическом режиме. Величины силы и мощности, которые могут проявить мышцы в эксцентрическом или концентрическом режимах, зависят от их максимальной изометрической силы. Однако по данным экспериментальных исследований доказано, что увеличение максимальной изометрической силы мышц в меньшей мере, чем тренировка, направленная на совершенствование действия в реверсивном режиме, может способствовать улучшению результатов в видах спорта, в которых спортсмену одновременно надо демонстрировать бόльшую силу и скорость. У тренированных людей максимальная изометрическая сила мышц (F mm) и сила, которую мышцы могут продуцировать в быстром реверсивном движении (F m), взаимно не коррелирует. Это различные проявления мышечной силы и каждую из них надо развивать своими методами, используя избирательно специальные упражнения.
Второй фактор – зависимость «сила–длина мышцы». Многими экспериментами на мышцах животных и человека показано, что максимальная изометрическая сила, которую развивает мышца при сокращении в ответ на импульсацию, исходящую от мотонейронов, зависит от длины мышцы в момент ее стимулирования. В естественной анатомической рабочей зоне мышц связь «сила–длина» носит почти линейный характер.
Длину, при которой мышца может развить максимальную силу, в физиологии называют длиной покоя мышцы, в биомеханике – оптимальной длиной мышцы (достигается при максимальном удалении друг от друга костных рычагов и точек прикрепления мышц).
Ни одно упражнение, рассчитанное на мощную мышечную работу, не может быть выполнено эффективно, если не учитывается эта закономерность, отмечает Ю. Гавердовский.
От величины деформации, от скорости деформирования, от того, в каком состоянии мышца – расслабленная или возбужденная – удлиняется и какие при этом нейральные механизмы задействованы, зависит качество выполненного движения. Третий фактор – нейтральные механизмы. В первой фазе цикла РС под действием силы тяжести и особенно сил инерции мышцы удлиняются. Резко возрастает сила, которую мышцы развивают во второй фазе цикла – фазе сокращения (рис. 1).
При длине L0 максимальная сила, проявляемая мышцей, равна F0. После удлинения до длины L 1 мышца способна развить силу F1, значительно превышающую