Эргономика. Стадниченко Л.И. - 56 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

56
(а) (б) (в)
Рис. 6. Рычаги:
а рычаг первого рода; б рычаг второго рода; в рычаг
третьего рода.
Примером рычага второго рода является мышечно- скелетный
механизм ступни при ходьбе в момент отталкивания от опоры .
Но большинство наших костно- мышечных рычагов относится к
третьему роду сгибательные механизмы пальцев , локтя, колена, же-
вательные механизмы и т. д.
Известно , что на рычагах третьего рода происходит проигрыш в
силе. Так, например, для случая сгибания в локте рычаг формируется
таким образом, что плечо тяги мышцы имеет длину порядка 3 см . (би -
цепс плеча прикрепляется ниже локтевого сгиба), в то время как плечо
груза, удерживаемого в кисти , составляет около 30 см . В итоге проис-
ходит проигрыш в силе в 10 раз и для того, чтобы удержать в согну-
той руке 10 кг ., мышца должна напрягаться с силой 100 кг . Аналогич-
ные отношения имеют место на стопе, задняя часть которой , где при -
крепляется Ахиллово сухожилие икроножной мышцы , в 6 раз короче
передней части , опирающейся при ходьбе на землю и несущей вес те-
ла . Для того, чтобы человек весом 60 кг ., мог подняться на носок од-
ной ноги, икроножные мышцы должны развивать усилие в 420кг .
Большая ягодичная мышца может развивать в точках своего прикреп-
ления усилие порядка 700 кг .
Проигрыш в силе на костно- мышечных рычагах не является
ошибкой эволюции, ибо он сопровождается соответствующим выиг-
рышем в скорости движений. Для животных это было наиболее важ -
но , и природа пошла на потери в силе во имя выигрыша в скорости
движений. Таким образом, наши мышцы фактически развивают зна-
чительно более интенсивные усилия, чем это проявляется в отноше-
нии преодолеваемых внешних нагрузок.
Закон сохранения энергии, открытый М .В. Ломоносовым, уни -
версален и в равной степени применим как к органическим, так и не-
органическим телам . Данилевский В.Я. опытным путем доказал дей -
ствие закона сохранения энергии при мышечной работе. Сумма внеш -
не произведенной работы и выделенного тепла в любом соотношении
равна изменению внутренней энергии. Этот закон может быть осно -
вой при разработке норм нагрузки в течение рабочего дня .
                                     56




         (а)                          (б)                      (в )
      Ри с. 6. Ры чаги :
      а – ры чаг перв ого рода; б – ры чаг в торого рода; в – ры чаг
третьего рода.
        П ри мером ры чага в торого рода яв ляется мы ш ечно-скелетны й
мех ани зм ступни при х одьбев момент отталки в ани я от опоры .
        Н о больш и нств о наш и х костно-мы ш ечны х ры чагов относи тся к
третьему роду – сги бательны емех ани змы пальцев , локтя, колена, ж е-
в ательны емех ани змы и т. д.
        И зв естно, что на ры чагах третьего рода прои сх оди т прои гры ш в
си ле. Т ак, напри мер, для случая сги бани я в локте ры чаг ф орми руется
таки м образом, что плечо тяги мы ш цы и меет дли нупорядка 3 см. (би -
цепсплеча при крепляется ни ж елоктев ого сги ба), в то в ремя как плечо
груза, удерж и в аемого в ки сти , состав ляет около 30 см. В и тогепрои с-
х оди т прои гры ш в си ле в 10 раз и для того, чтобы удерж ать в согну-
той руке10 кг., мы ш ца долж на напрягаться сси лой 100 кг. Аналоги ч-
ны еотнош ени я и мею т место на стопе, задняя часть которой, гдепри -
крепляется Ах и ллов о сух ож и ли е и кронож ной мы ш цы , в 6 раз короче
передней части , опи раю щ ейся при х одьбена землю и несущ ей в есте-
ла. Д ля того, чтобы челов ек в есом 60 кг., мог подняться на носок од-
ной ноги , и кронож ны е мы ш цы долж ны разв и в ать уси ли е в 420кг.
Больш ая ягоди чная мы ш ца мож ет разв и в ать в точках св оего при креп-
лени я уси ли епорядка 700 кг.
        П рои гры ш в си ле на костно-мы ш ечны х ры чагах не яв ляется
ош и бкой эв олю ци и , и бо он сопров ож дается соотв етств ую щ и м в ы и г-
ры ш ем в скорости дв и ж ени й. Д ля ж и в отны х это бы ло наи более в аж -
но, и при рода пош ла на потери в си ле в о и мя в ы и гры ш а в скорости
дв и ж ени й. Т аки м образом, наш и мы ш цы ф акти чески разв и в аю т зна-
чи тельно более и нтенси в ны е уси ли я, чем это прояв ляется в отнош е-
ни и преодолев аемы х в неш ни х нагрузок.
        Закон сох ранени я энерги и , откры ты й М .В . Л омоносов ы м, уни -
в ерсален и в рав ной степени при мени м как к органи чески м, так и не-
органи чески м телам. Д ани лев ски й В .Я . опы тны м путем доказал дей-
ств и езакона сох ранени я энерги и при мы ш ечной работе. С умма в неш -
непрои зв еденной работы и в ы деленного тепла в лю бом соотнош ени и
рав на и зменени ю в нутренней энерги и . Этот закон мож ет бы ть осно-
в ой при разработкенорм нагрузки в течени ерабочего дня.