Unit Converter
Enter the weight being held, the distance from the elbow to the hand, and the distance from the elbow to halfway up the bicep to determine the muscle force.
- All Force Calculators
- Max Lift Calculator
- Max Weighted Pullup Calculator
- Push Up Weight Calculator
Muscle Force Formula
The following equation is used to calculate the Muscle Force.
- Where MF is the muscle force (N)
- m is the mass of the weight being lifted by the hand (kg)
- g is the acceleration due to gravity (m/s^2)
- D1 is the distance from the elbow to the hand
- D2 is the distance from the elbow to the center of the bicep
This formula is only an estimation and only holds when the forearm is parallel to the floor.
What is a Muscle Force?
Definition:
Muscle forces commonly refer to the magnitude of the force exerted by a muscle, or group of muscles. Muscle forces are measured in units of Newtons (N). One Newton is equal to the amount of force required to accelerate one kilogram of mass at a rate of one meter per second squared (1 kg*m/s2).
How to Calculate Muscle Force?
Example Problem:
The following example outlines the steps and information needed to calculate Muscle Force.
First, determine the mass of the weight. In this example, the mass of the weight is 50 kg.
Next, determine the length from the elbow to center of the hand. For this problem, the length is 10 inches.
Next, determine the length from the elbow to the center of the bicep. In this case, that length is 4 inches.
Finally, calculate the muscle force using the formula above:
MF = m*g*D1 / D2
MF = 50*9.81*10 / 4
MF = 1,226.25 N
По какой формуле выводится относительная сила человека, если такая формула бывает?
Ученик
(179),
закрыт
10 лет назад
Полина Алексеева
Мыслитель
(6963)
10 лет назад
по формуле лошадиной силы: как мощность, затрачиваемая для поднятия груза массой в 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду при стандартном ускорении свободного падения (9,80665 м/с²)[2]. В таком случае 1 л. с. составляет ровно 735,49875 Вт, что иногда называют метрической лошадиной силой
алекс
Искусственный Интеллект
(644568)
10 лет назад
абсолютная=масса умноженная на ускорение. относительная деленная на время или Относительная сила это величина силы, приходящаяся на 1 см2 анатомического поперечника. Под относительной силой также понимают силу мышц человека, отнесенную на 1 кг веса тела. Для ее определения максимальную произвольную силу мышц человека делят на вес тела, выраженный в килограммах.
Взрывная сила это способность организма проявлять значительную силу в очень короткий отрезок времени. От развития этой силы зависит успех в скоростносиловых упражнениях (прыжки, метания).
Дано определение силы скелетных мышц. Описаны способы определения силы скелетных мышц у животных и человека: прямые и косвенные. Дано описание механических динамометров (кистевого и станового), а также электронного динамометра. Приведены результаты прямого измерения силы трехглавой мышцы голени.
Сила мышц
Давайте определим, что представляет собой собственно сила мышц и как ее можно измерить?
Определение
Сила (с точки зрения механики) – это векторная величина, мера механического действия на данное тело других тел.
Сила скелетной мышцы (или сила мышечной тяги) – это сила, которая регистрируется на одном из концов мышцы посредством регистрирующего прибора (то есть количественная мера взаимодействия мышцы и регистрирующего прибора).
Измерение силы мышц
Измерение силы скелетных мышц животных
Для измерения силы скелетных мышц у животных, например, у лягушки, используют специальный прибор (рис.1). Мышцу подвещивают к одному плечу рычага, а отягощение (W) — к другому.
Измерение силы скелетных мышц человека
Сила, развиваемая определенной мышечной группой является информативным показателем силовых способностей человека. Для измерения силы скелетных мышц человека используются механические и электронные динамометры, а метод, посредством которого измеряется сила мышц называется динамометрия (динамо — сила, метрия — измеряю).
Важнейшей деталью механических динамометров является пружина, которая должна работать в области линейной деформации. Это означает, что измеряемая сила прямо пропорциональна удлинению пружины. При измерениях в спорте очень часто применяются кистевые (рис.1, 2) и становые (рис. 3) динамометры.
Кистевой динамометр позволяет измерить силу мышц кисти человека. Чаще всего его используют для оценки уровня развития физических качеств и состояния здоровья.
Становой динамометр позволяет измерить силу мышц-разгибателей позвоночника. Он в основном применяется в силовых видах спорта (тяжелой атлетике и пауэрлифтинге).
Недостатком механических динамометров является оценка одного, чаще всего максимального значения силы. Однако, если необходимо изучить изменение усилия, развиваемого мышечной группой или спортсменом в течение определенного отрезка времени, применяются электронные динамометры (рис. 4). В этом случае датчиком является не пружина, а тензодатчик, а сама методика называется тензодинамометрия. На рис. 5 показано измерение силы мышц задней поверхности бедра при помощи электронного динамометра.
Однако измерение силы посредством динамометров обладает рядом недостатков: Во-первых, измеряется сила не одной мышцы, а целой группы мышц, например, сила мышц кисти, силы мышц задней поверхности бедра. Во-вторых, движения в суставах являются вращательными. Поэтому результат действия мышцы определяет не только сила мышцы, но и плечо силы тяги. То есть на результат, который показывает динамометр еще вляет плечо силы тяги мышцы. Плечо силы тяги мышцы зависит от угла в суставе и места прикрепления мышцы. Поэтому при одном и том же показателе динамометра реальная сила, которую развивает мышца может различаться.
Прямые измерения силы скелетных мышц человека
Ученые давно пытались измерить силу мышц человека при выполнении им двигательных действий. Следует отметить, что напрямую силу мышц у живого человека измерить очень трудно, хотя и возможно. В 2000 году P.V. Komi произвел прямое измерение силы трехглавой мышцы голени при выполнении различных двигательных действий. С этой целью он использовал специальный датчик, который внедряли в ахиллово сухожилие добровольцев (рис. 6). Было установлено, что при беге с максимальной скоростью трехглавая мышца голени может развивать усилие более 8000 Н, а при прыжках — более 3000 Н.
Из-за больших проблем, возникающих при прямом измерении силы мышц при выполнении двигательных действий, для оценки силы, которую развивают мышцы используют косвенные методы, например, моделирование. Также косвенно силу, которую развивает мышца, можно оценить посредством электромиографии.
Литература
- Самсонова А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека.– СПб: Кинетика, 2018.– 159 с.
- Бегун П.И., Самсонова А.В. Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека: Монография.– СПб: Кинетика, 2020.– 179 с.
- P.V.Komi Stretch-shortening cycle: a powerful model to study normal and fatigued muscle // Journal of Biomechanics, 2000.- Vol.33.- P. 1197-1206.
С уважением, А.В. Самсонова
Похожие записи:
Мышечно-сухожильный комплекс
Приведена рецензия на книгу В.Т.Тураева и В.В. Тюпа «Мышечно-сухожильный комплекс: анатомия, биомеханика, спортивная практика» зав. кафедрой биомеханики НГУ…
Сила тяжести
Дано определение силы тяжести. Показано, что сила тяжести является частным случаем силы гравитации. Описаны факторы, определяющие силу тяжести:…
Сила
Дано определение силы в механике. Описаны факторы, определяющие действие на тело силы: направление, точка приложения и численное значение.
Типы телосложения (соматотип) по Башкирову
Описана краткая биография П.Н. Башкирова и его научные труды. Дается классификация типов телосложения человека: долихоморфного (астенического), мезоморфного…
Типы телосложения (конституции) по Э. Кречмеру
Описана биография Эрнста Кречмера – немецкого психиатра и психолога, разработавшего типологию тела человека. Дано описание типов телосложения…
Типы конституции женщин по И.Б. Галанту
Описана биография известного советского психиатра И.Б.Галанта, предложившего естественную систему конституциональных типов женщин. Дана характеристика предложенных И.Б.Галантом конституциональных…
Зависимость «сила-длина» мышцы
Описаны: история исследования зависимости «сила-длина мышцы», компоненты мышцы, зависимость «сила-длина» расслабленной (пассивной) и активной мышцы; «сила-длина»…
Отсроченное начало болезненности мышц. Стратегии лечения и факторы эффективности
Описаны симптомы, причины, теории отсроченного начала болезненности мышц (запаздывающих болезненных ощущений, DOMS), а также способы уменьшения этих болей:…
Срочные гормональные ответы у элитных тяжелоатлетов-юниоров
Изучалось изменение концентрации в крови: тестостерона, кортизола, гормона роста, бета-эндорфина и лактата у тяжелоатлетов-юниоров…
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ
1)Рассчитать, какую работу совершают мои икроножные мышцы при подъёме на четвёртый этаж здания.
При подъёме на четвёртый этаж совершается работа икроножных мышц
А= FS, где
S= H – высота всего здания ( 4 этажа)
h = 3м- высота одного этажа , отсюда высота всего здания H= 3м ×4 = 12м
F- мышечная сила при ходьбе, осуществляет подъем тела и приложена к выступу пяточной кости. Найдем её из правила равновесия рычага.
Для этого измерим:
1) Длину стопы d2=24 см = 0,24 м
2) Расстояние от фалангов пальцев до центра таранной кости d1=16 см =0,16м
3) Моя масса равна m= 60 кг, вес моего тела , приложенный к таранной кости можно найти по формуле P=mg,
где g= 9,8Н/кг ≈10Н/кг – ускорение свободного падения, тогда Р =60 кг×10Н/кг= 600Н
4) Запишем формулу равновесия рычага и найдём силу икроножных мышц
FP = d1d2, отсюда F= P×d1d2= 600Н×0,16м0,24м=400Н
5) Рассчитаем работу икроножных мышц при подъёме на четвёртый этаж
А= 12м× 400 Н = 4800 Дж = 4,8 кДж
2)Рассчитать силу собственных мышц при удержании на вытянутой руке груза массой 3 кг, если учитывать, что масса плеча и предплечья равны.
Человеческий организм и его действия так же интересны для физики, как и любые другие окружающие нас природные явления и предметы.
Опорно-двигательный аппарат человека можно рассматривать как систему рычагов. Для расчёта силы собственных мышц при удержании груза на вытянутой руке воспользуемся правилом равновесия рычага.
Для этого мне необходимо было измерить плечи сил:
d1– см = 0, 37м это расстояние от локтя до предплечья
d2 =60 см = 0,6м – это расстояние от предплечья до середины ладони
Известно, что груз, который удерживает рука имеет массу m= 3кг, тогда
F2– сила, поддерживающая груз (приложена к кисти руки)
F2=mg , где g= 9,8Н/кг ≈10Н/кг – ускорение свободного падения на Земле
F2=3кг×10Н/кг = 30 Н
F1-сила мышц, сгибающих предплечья (сила бицепса), она преодолевает сопротивление собственного веса предплечья. При её сокращении происходит сгибание руки в плечевом и локтевом суставе. Известно, что массы плеча и предплечья одинаковые.
Запишем правило равновесия рычага F1F2 =d2d1 отсюда сила собственных мышц
удерживающих груз определяется по формуле: F1= F2 × dd1
рассчитаем эту силу F1=30н×0,6м0,37м = 48,6 Н
Ответ: сила собственных мышц составляет 48,6 Н
-
Параметры, характеризующие сократительную способность мышцы
Сократительная
способность скелетной мышцы характеризуется
силой сокращения, которую развивает
мышца (обычно оценивают общую силу,
которую может развивать мышца, и
абсолютную, т. е. силу, приходящуюся на
1 см2 поперечного сечения).длиной
укорочения, степенью напряжения мышечного
волокна, скоростью укорочения и развития
напряжения, скоростью расслабления.
Поскольку эти параметры в большой
степени определяются исходной длиной
мышечных волокон и нагрузкой на мышцу,
исследования сократительной способности
мышцы производят в различных режимах.
-
Понятие об общей и абсолютной силе мышцы.
Различают
общую и абсолютную силу.
Общая сила
определяется тем максимальным грузом,
мышца еще способен поднять. Эта величина
зависит от строения мышцы, его
функционального состояния, влияния
центральной нервной системы и других
факторов. Сила тем больше, чем больше
диаметр и «физиологический» поперечное
сечение мышцы. Сила мышц с косым
расположением волокон больше, чем с
продольным.
Абсолютная
сила – это отношение максимальной
силы к площади поперечного сечения
мышцы. Эта величина позволяет сравнить
силу различных мышц одного организма
и силу мышц различных животных.
-
Сравнительная характеристика геометрического и физиологического поперечного сечения мышцы и их абсолютной силе мышц
В
мышце с параллельным ходом волокон
(портняжная) геометрическое и
физиологическое поперечные сечения
равны. В мышцах с косым ходом волокон
(межреберные) физиологическое сечение
больше геометрического и это способствует
увеличению силы мышц. Еще больше
возрастает физиологическое сечение и
сила у мышц с перистым расположением
(большинство мышц тела) мышечных волокон.
-
Зависимость силовых характеристик мышцы от величины физиологического абсолютного сечения
Чем
больше физиологическое поперечное
сечение мышцы, тем больший груз она в
состоянии поднять. По этой причине сила
мышцы с косо расположенными волокнами
больше силы, развиваемой мышцей той же
толщины, но с продольным расположением
волокон. Для сравнения силы разных мышц
максимальный груз, который они в состоянии
поднять, делят на площадь их физиологического
поперечного сечения (удельная сила
мышцы). Вычисленная таким образом сила
(кг/см2) для трехглавой мышцы плеча
человека – 16,8, двуглавой мышцы плеча –
11,4, сгибателя плеча – 8,1, икроножной мышцы
– 5,9, гладких мышц – 1 кг/см2.
-
Абсолютная сила мышцы человека. Динамометрия.
Динамометрические
методы используют для оценки силовых
и скоростных характеристик скелетных
мышц человека.
Измерение
силы отдельных мышечных групп человека
с помощью специальных устройств —
динамометров медицинских.
С помощью кистевых динамометров измеряют
силу мышц, сгибающих пальцы, с помощью
станового динамометра — силу мышц,
выпрямляющих туловище («становая»
сила), и т.д. Динамометрические показатели
могут быть выражены в абсолютных
величинах (кгс) и в относительных,
например по отношению к массе (весу)
тела человека. Данные Д. учитываются в
антропометрии, профессиональном отборе,
в физиологии и гигиене труда и спорта,
медицине, используются как дополнительный
признак для оценки степени физического
развития человека.
При
определении абсолютной силы различных
мышц максимальное усилие, которое
развивает мышца, делят на физиологическое
поперечное сечение. Абсолютная сила
икроножной мышцы человека составляет
5,9 кг/см2, двуглавая мышца плеча – 11,4
кг/см2.
-
Синапсы,
их структурно-функциональная организация
и классификация -
Нейтронерованые
синапсы. нейромедиаторы в синапсах
ЦНС, их синтез и способы хранения -
Сопряжение
потенциала действия аксонной терминали
с экзоцитозом медиатора. Роль
потенциалозависимых Ca и
специфических белков (синаптотагмина.
Синаптобревина, синтаксина, SNAP-25) -
Особенности
ультраструктура и функционально
значение нервно-мышечного синапса
(концевой пластины) -
Роль
никотиновых хилонорецепторов
постсинаптической мембраны в формировании
потенциала концевой пластинки (ПКП).
Его значение и инициации ПД в плазмолемме
мышечных волокн -
Понятие
о квантах медиатора. Спонтанный
экзоцитоз, его значение в формирования
миниатюрного ПКП (МПКП) -
Механизм
инактивации медиатора в нейронейрональном
и мышечном синапсах (гидролиз, диффузия,
реутилизация) -
Миорелаксанты,
их механизм действия и использование
в клинике -
Особенности
нервно-мышечных соединений в унитарных
и мультиунитарных гладких мышцах. Роль
нексусов в распространении возбуждения
в висцеральных мышцах -
Двойной
характер вегетативной иннервации
гладкой мышц. Медиаторы симпатической
и парасимпатической системы, их рецепторы
на постсинапттичекой мембране
(М-парасимпатической системы, их
рецепторы на постсинаптической мембране
(М-холинорецепторы, а- и b-адренорецепторы)
и их функциональные эффекты. -
Механизмы
инактивации медиаторов. Роль холинэстеразы
(ХЭ). I’ll
Соседние файлы в предмете Нормальная физиология
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
