Механические свойства мышц. 
Закон Гука

Одно из основных свойств мышц — способность сокращаться. В организме различают три основных типа мышц: Поперечно-полосатые мышцы, которыми управляет головной мозг. Вместе с костями и сухожилиями они отвечают за все наши движения — от поднятия брови до танцев. Гладкие мышцы, отвечающие за непроизвольные движения внутренних органов, например, кишечника. Сердечная мышца, из которой почти целиком состоит сердце. Скелетные (поперечнополосатые) мышцы прочно прикреплены к костям, обеспечивают движение головы, туловища и конечностей; поддерживают положение тела в пространстве.

Мышцы сердца обеспечивают непрерывный ток крови, а гладкие — движение в различных системах организма: сосудистой, пищеварительной, двигательной, выделительной и др. Все мышцы работают по одному принципу и имеют близкий химический состав: вода — 75%, белки — 20%, аденозинтрифосфат (АТФ) — до 0,4%. Основная функция мышц состоит в преобразовании химической энергии в механическую работу или силу.

Главными биомеханическими показателями, характеризующими деятельность мышцы, являются: а) сила, регистрируемая на ее конце (эту силу называют натяжением или силой тяги мышцы) и б) скорость изменения длины. При возбуждении мышцы изменяется ее механическое состояниеэти изменения называют сокращением. Оно проявляется в изменении натяжения и длины мышцы, а также других ее механических свойств (упругости, твердости и др.). Механические свойства мышц сложны и зависят от механических свойств элементов, образующих мышцу (мышечные волокна, соединительные образования и т. п.), и состояния мышцы (возбуждения, утомления и пр.). Мышца не является ни чисто упругим, ни чисто вязким элементом. Мышца вязко-упругий элемент, вязко-упругая среда, для которой справедливы законы классической механики. Фундаментальными понятиями механики сплошных сред являются: упругость, вязкость, деформация, напряжение, жесткость, прочность, релаксация, гистерезис и др. Рассмотрим некоторые из них: Упругость — свойство тел менять свои размеры и форму под действием внешних сил и самопроизвольно их восстанавливать при прекращении внешних воздействий. Упругость тел обусловлена силами взаимодействия атомов и молекул. Вязкостьвнутреннее трение среды. Деформацияотносительное изменение длины. Напряжение механическоемера внутренних сил, возникающих при деформации материала. Прочностьоценивается величиной растягивающей силы, при которой мышца разрывается. Предельное значение растягивающей силы определяют по кривой Хилла. мышца миофибриллы волокно актиновый Предел прочности для мышцы составляет 0,1- 0.3 н. мм. Предел прочности фасцийоколо 14 н. мм; сухожилия- 50 н.мм. Жесткостьэто способность мышцы противодействовать прикладываемым силам. Определяется как отношение приращения восстанавливающей силы к приращению длины мышцы под действием внешней силы. Релаксациясвойство мышцы, проявляющееся в постепенном уменьшении силы тяги при постоянной длине мышцы.

Гистерезисэто следствие вязко — упругих свойств мышцы. Проявляется это в том, что сила, возникающая при определенной длине мышцы во время ее удлинения (растяжения), больше силы, образуемой при такой же длине мышцы на фазе ее сокращения. Закон Гука — утверждение, согласно которому деформация, возникающая в упругом теле (пружине, стержне, консоли, балке и т. п.), пропорциональна приложенному к этому телу напряжению.

Представьте, что вы взялись за один конец упругой пружины, другой конец которой закреплен неподвижно, и принялись ее растягивать или сжимать. Чем больше вы сдавливаете пружину или растягиваете ее, тем сильнее она этому сопротивляется. В виде уравнения закон Гука записывается в следующей форме: F = -kx где F — сила упругого сопротивления струны, x — линейное растяжение или сжатие, а k — так называемый коэффициент упругости. Чем выше k, тем жестче струна и тем тяжелее она поддается растяжению или сжатию. Знак минус в формуле указывает на то, что струна противодействует деформации: при растяжении стремится укоротиться, а при сжатии — распрямиться. Закон Гука лег в основу раздела механики, который называется теорией упругости. Выяснилось, что он имеет гораздо более широкие применения, поскольку атомы в твердом теле ведут себя так, будто соединены между собой струнами, то есть упруго закреплены в объемной кристаллической решетке.

Таким образом, при незначительной упругой деформации эластичного материала действующие силы также описываются законом Гука, но в несколько более сложной форме.