王東梅
舉重運動員臨場一聲大吼,舉起常人無法舉起的杠鈴;氣功師“運氣”后,一腳踢斷鋼棍,這些都是人的機(jī)體突然產(chǎn)生的巨大力量。這些爆發(fā)力從哪里來?
科學(xué)家們試著用力學(xué)的觀點探索這一現(xiàn)象,生物力學(xué)應(yīng)運而生。生物力學(xué)中有一個重要的分支叫肌肉力學(xué),研究人體爆發(fā)力的奧秘就得從肌肉力學(xué)開始。
人體共有700多塊大小肌肉,由3億多根肌絲即肌纖維組成,每根肌絲都有肌張力。有人做過推算,把全身肌絲平行排列起來,當(dāng)它們一起收縮時可拖動25噸重的物體。
肌力的大小不僅與肌絲的粗細(xì)、數(shù)量有關(guān),而且與肌絲的肌張力和收縮率有關(guān)。人身上的肌絲通常處于一定程度的拉伸狀態(tài),因此,平時就具有一定的肌張力,即肌肉有彈性。肌絲回縮的速度有快有慢,稱之為收縮率。收縮率愈高,回縮愈快,彈性愈好,發(fā)出的功率愈大。
肌張力和收縮率成反比,當(dāng)肌絲被拉伸到最大長度時就處于僵直狀態(tài),此時收縮率很低,甚至沒有一點彈性,肌肉也就不能做功了??梢娂埩褪湛s率之間必有一個最佳值,只有找到最佳值,才能使肌肉輸出最大的功率。
實驗證明,當(dāng)肌絲拉伸到最大長度即極限長度的30%時,肌肉輸出功率最大。由此可見,運動員要在比賽中發(fā)揮得好,不是憑力氣大,關(guān)鍵在于掌握用力的技巧,只有用力恰到好處才能發(fā)揮出自己的最佳爆發(fā)力,獲得最好成績。
此外,還有一種諸如攜帶平時根本無法舉起的保險箱逃離火災(zāi)的現(xiàn)象,被科學(xué)家稱之為應(yīng)激爆發(fā)力。它又是怎樣產(chǎn)生的呢?
科學(xué)家曾做過實驗,用儀器連續(xù)不斷地刺激兩臂肌肉神經(jīng),致使肌肉連續(xù)收縮,然后測試臂力發(fā)現(xiàn),比正常情況下增大了60%。這個實驗說明肌肉在受到連續(xù)刺激后能產(chǎn)生巨大的收縮力量。
在應(yīng)激情況下,大腦高度集中,強化指揮力量,不斷通過神經(jīng)系統(tǒng)下達(dá)肌肉收縮的指令。此時,肌肉處于連續(xù)收縮狀態(tài),除運動神經(jīng)(即肌肉神經(jīng))參與指揮外,交感神經(jīng)也密切配合,分泌出大量的腎上腺素,使心跳和血液循環(huán)加快,肌肉的能量不斷得到補充,進(jìn)而使肌肉收縮得更有力量。于是,巨大的爆發(fā)力就在“全身總動員”的情況下發(fā)生了。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2014年8期