肌肉收縮的功率

在討論肌肉做功時,涉及做功所需要的時間是十分必要的。從肌肉工作能力來說,時間因素是極其重要的。如果兩群肌肉做的功一樣多,那么短時間完成這一功的肌肉,顯然其能力較大。物理學中把單位時間所作的功稱為功率,即:
肌肉收縮的功率
即功率是力與速度的乘積。在運動技術中,通常把力和速度的乘積稱為爆發力,因此,功率又被稱為肌肉收縮的爆發能力。在體育運動中,人體所能輸出的功率或爆發力的大小是十分重要的。如短跑的起跑和疾跑,其加速度的大小取決於功率值的大小。起跳和投擲動作效果,同樣也都取決於功率的大小。
肌肉作等長收縮時功率等於零,在非等長收縮時,功率等於力與速度的乘積,其值可由肌肉收縮的張力-速度曲線計算出來。由於肌肉工作時張力與速度呈反變關係,要滿足肌肉收縮力和收縮速度同時都達到最大,從而獲得最大功率,實際上是不可能的。功率的最大值應出現在速度和張力的最佳值處。這個最佳值,即力和速度的最佳匹配條件都大約為它們最高值的35%,此時,肌肉輸出的功率或產生的爆發力最大。因此,在運動實踐中,要發揮肌肉工作的最大輸出功率或產生最大爆發力,肌肉作業的理想負荷應是中等負荷,並以儘可能快的速度進行收縮。
肌肉收縮時消耗的能量,被轉變為功及熱。在等長收縮時機械功等於零,因而,其化學反應能全部釋放變成熱。在作非等長收縮時,能量的一部分消耗於做功上,另一部分轉變成熱,所以,肌肉工作消耗的總能量是做功所消耗的能和所產生的熱能的總和。肌肉工作的機械效率(η)是完成的機械功(W)與消耗的總能量(E)的比率:
肌肉收縮的功率
人的機械效率一般為25%~30%。如熟練的步行為33%。人的機械效率不是常數,以肌肉活動條件為轉移,其大小取決於肌肉活動時負荷和收縮速度。適宜的負荷和適宜收縮速度所實現的機械效率最高。而適宜負荷和適宜速度也不是固定不變的,它們取決於神經肌肉的機能狀態。運動訓練有助肌肉工作機械效率的提高。

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