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NSCA基础教程(4-5)肌肉收缩的阻力来源

运动医学2021-05-06 19:42:30阅读6

身体在运动中通常受到的阻力有重力、惯性力、摩擦力、流体阻力和弹力。这部分集中讨论这些阻力是如何起作用的以及作用方式的不同。我们主要针对抗阻训练。

重力
所有物体都具有质量,因此可以与其它物体产生万有引力。两个物体之间的引力与物体质量的乘积成正比,与距离的平方成反比。这就意味着,当两个物体之间的距离增加时,万有引力就会显着减小。因为地球的质量很大,而且比其它星际物体更加靠近我们,所以对我们产生的万有引力比较大。因为地球中心与地球表面各个点之间的距离差异不大,所以地球表面的所有物体重力加速度都相同。然而,可以测量物体的重力,并且能够影响运动能力。

不应该对重量和质量产生混淆,一个物体不管在哪里质量都不会发生变化(也就是质子数、中子数和电子数不变)。但是,重量是质量产生的重力,等于物体的质量乘以当地的重力加速度。当我们对一个物体在地球上产生的重量和在其它星际物体上的重量进行比较的时候,这种作用就很明显了。例如,在月球上,一个给定质量的物体的重量只有地球上的六分之一,天平称能够测量物体的质量,而不是重量,因为当地的重力加速度对天平上的物体产生的作用力与物体的质量成正比、而且金属滑块进行水平移动来测重物体的质量。但是,弹簧或电子秤只能测量物体的重量,而不是质量。

配重块上标记的重量可以产生误导。一块配重块具有一定的质量,但是其重力却取决于当地的重力加速度。因此,因为磅是一个力量单位,所以不应该用子标记配重块。但是,不应该说一个物体的重量是多少千克,因为重量指的是力,而不是质量。应该说“她举起了35千克”或者“哑铃的质量是5千克”。


在自由重力体能训练中的应用
重力的方向总是向下的,重力臂总是水平的,因为力臂是力的作用线与支点的垂直距离。当手拿重物的时候,关节产生的力矩就等于物体重量乘以重力与支点的水平距离。尽管在一次举重过程中,重量不会发生变化,但是水平距离却不断改变。如果重物在水平上远离身体关节,那么重力就会产生更大的力矩,当重物在水平上靠近身体关节的时候,重力产生的力矩就会变小。

例如,在屈臂举哑铃运动中,当前臂水平的时候,哑铃与肘关节的水平距离最大(图4-10)。这时训练者必须产生最大的肌肉力矩,才能使物体继续升高。当前臂再水平位置的时候,也就使向上或者向下运动,重力臂就会减小,也就是阻力臂减小。当物体位于肘关节的正上方或正下方的时候,不产生阻力矩,因为重力的水平力矩为零。

运动方式可以影响阻力矩的形式,并且转移肌群之间的功。例如,在蹲举过程中,如果躯干过度向前倾斜,那么重力与髋关节之间的水平距离就会增加,从而增加了阻力矩,这时臀大肌和腿后肌群(髋关节伸肌)就必须产生收缩抵消阻力臂。但是重力与膝关节的水平距离减小了,所以膝关节的阻力矩就减小了,股四头肌 (膝关节伸肌)的负荷变轻。

在任何运动中,身体和杠铃的总质心必须位于脚的上方,这样才不会摔到,当杠铃位于不同位置的时候,运动员就会本能的调整身体的姿势,使质心处于脚的上方。例如,当杠铃的位置低到接近上背部的时候,躯干必须向前倾斜,使得整个质心位于脚上方。这样杠铃就在水平方向上远离骸关节并靠近膝关节了。结果,髋关节伸肌必须做更多功,而膝关节伸肌就可以做少量功。将杠铃举在背部以上就会减少躯干的前倾,从而将功从髋关节伸肌上转移到膝关节伸肌上。同样的道理,将杠铃举在肩关节前方(例如前蹲),需要的躯干前倾程度较小,所以膝关节伸肌承受的负荷最大。

因为身体比例和各肌群的相对力量存在个体差异,所以进行举重和其它身体运动的最佳技巧也存在个体差异。改变姿势可以将阻力从较弱的肌肉转移到较强的肌肉上。但是,这通常需要一个优秀的训练指导者来为客户选择最适合的动作技巧。

运动技巧的改变可以用来减小损伤部位受到的压力。史密斯训练器是一个多功能的训练仪器,杠铃是沿着轨道进行运动的,这种仪器也可改变动作技巧,因为它能改变脚的位置,使其位于总质心的前方或者后方,同时不会导致摔倒。如果发生背部损伤需要转移背部的压力,那么可以将脚的位置向前移动一英尺(30厘米或更多)。如果在这种姿势下进行自由重量练习,运动员会摔倒,但是使用史密斯训练器就可以防止这种情况,因为其轨道限制了水平运动。当脚向前移动的时候,躯体更加竖直。这将减小下背部的水平力矩,从而减小背部肌承的力矩,使股四头肌承受更多工作。如果没有史密斯训练器,采取前蹲动作也可以起到相似的作用。



在抗阻训练器上的应用
重力是训练器的阻力来源。但是,在自由重力力量训炼中,运动的方向是相对不灵限制的,身体每个关节的阻力形式取决于运动形式对阻力的影响方式。相反,阻抗训练器的阻力方向和形式都是由金属杆、齿轮、凸轮、滑车和绳索,这样就很难测定实际的阻力和阻力形式。通常不能通过记录配重块的数量来测定阻力的大小,除非测量配重块的重量并且分析杠杆系统。

如果阻抗训练器的扶手通过绳索与重物相连,那么阻力就等于所举起的重,并且在整个动作过程中保持恒定。如是各有各种半径的凸轮,那么就可以改变阻力,但是不能测定,如是扶手通过金属杆与重物相连,那么实际的阻力也是可变的,如是不对杠杆系统进行定量分析的话,也不能测定阻力大小。

在70 年代,Nautilus运动医学协会普及了一种运动器械,通过各种不同半径的凸轮来改变立臂的长度。这样就能提供理想的阻力,与每个人产生力矩的能力相适合。其中的假定条件是每个人特定关节产生力矩的能力基本相同。研究显示,这种仪器与真正人体发力方式有一定差距,甚至完全不一样。


在其它身体运动的应用
任何运动都存在重力这个阻力成分,尽管肌肉和肌腱的惯性和弹性也能提供额外的阻力。一个人的每个身体环节都有一定的质量和质心位点。身体环节质心于关节的水平距离越大,阻力臂就越大,肌肉就需要产生更大的力来提供所需的力矩。因此,当大腿充分外展的时候,保持直腿姿势比大腿稍微外展的时候难一些。在进行舞蹈动作或者有氧操的时侯,手臂持平外展会比放低使三角肌疲劳得更快。

了解身体位置和阻力矩之间的关系是私人教练能够调节运动的难易程度。例如,在抬腿运动中,可以通过弯曲膝关节来减小髋关节屈肌和腹肌所遇到的阻力,相反,伸直膝关节可以增加阻力大小,对抗阻力所做的功与重物的垂直位移成正比,利用这个关系可以控制有氧运动的难易程度,除了所举起的重物之外,这个关系对肢体和整个体重都适用,在相同的有氧运动中,不同的人可以通过肢体运动幅度的大小来改变运动的难易程度。在台阶运动中,可以通过选择台阶的高度来控制难度。一定要注意,为了获得采用较高台阶的全部收益,客户应该完全蹬台阶上面,并且伸直膝盖,使身体的质心达到最高点。

只要是整个身体或者身体环节被抬高的运动都需要对抗重力做功,在跑步中,在腿和髋关节肌肉的作用下,身体重复升高。在跑步运动中,肌肉所做的功大部分都用来升高身体,对身体施加一个向下的力,而水平阻力只是来自空气和蹬地时地面的反作用力。

很明显,在跑步过程中,使身体反重升高所做的功与体重成正比。大体上,体重与身才大小成正比,向运动肌肉运输氧气的能力取决于血管的横截面积。因为体积是立方单位,而面积是平方单位,所以当身体大小增加的时候,运动肌肉的最大供氧适度通常会降低。原因是身材大小,同时还伴随着体重的增加,而体重的增加程度比血管横截面积的增加程读大。因此,对于一定年龄和性别的客户来说,身材较小的单位体重最大摄氧量值通常高于身材较大的,即便心脏大小和线粒体浓度存在个体差异。在上山跑运动中这种作用更加明显,因为身体竖直向上的运动成分增加了。我们就知道为什么竞技长跑运动员通常都是身材娇小的了。在有氧操运动中也存在着同样的原理。

如果运动中整个身体没有升高,那么重力的作用就会比较小。在原地骑自行车运动中,体积大的人通常能够维持较高的输出功率,因为他们的肌肉和循环系统比较大。因为在自行车运动中,只需要抬高腿,而不是整个身体,所以身体体积不会影响运动能力。在室外自行车运动中,身体体积不会表现出同样大的优势,因为体积越大,风的阻力就越大,车胎的变形程度加深,从而增加旋转阻力。另外,在山地自行车运动中,体积大的人在上坡升高提速中的时候遭到同样的困难。

在游泳运动和水上有氧运动中,重力的作用最小,因为浮力给身体向上的力,等于重力大小。因此,客户在水下的重量只是陆地上重量的一小部分。例如,在不考虑肺内空气的情况下,一个体重为154 磅、脂肪含量为10%的客户在水下的重量只有10.9磅,而一名相同体重但是体脂含量为30%的客户在水下的重量只有4. 7磅。肺内的空气有助于进一步减少体重。因此,在水上运动中,重力所做的功最小,而流体阻力则变得非常重要。



惯性
惯性是加速度的阻力,而加速度从量上等于速度的变化量除以所用的时间。根据牛顿第二定律,力量等于质量乘以加速度。如果质量一定,那么增大加速度需要更大的力。在身体或器械发生速度改变的运动中需要考虑这些问题。

实际上,所有的身体运动都包含加速度和减速度。例如,在跑步运动中,两臂和双腿重复进行加速和减速运动。扔一个球、挥动网球拍甚至从椅子上下来或者捡起一个手提袋都包含了加速度,而并非匀速运动。任何从静止开始的动作以及速度或方向发生变化的动作从本质上讲都含有加速度,都会遇到惯牲阻力。


惯性对阻力的作用
只有当物体一直处于静止状态或者匀速这升高或降低的时候,阻力才等于物体的重力,并且方向总是竖直向下的。但是,如是一旦出现了加速度、就会产生惯性阻力。惯性阻力的大小等于质乘以加速度,方向与加速度的方向相反。惯性阻力的方向可能与重力的方向相同,或者是任意方向,当一个物体从地面上升高时,必须需要加速度时期从静止状态获得一个向上的速度。因此,
重力和惯性都成为了阻力,边就是为什么竖直移动物体所需的力总是大于物体重力的原因。但是,
一旦物体开始运动,就可以从阻力中加上或减去加速度或减速度。

芭蕾舞者需要频繁跳向空中,有的时候需要在空中停足够长的时间完成一个或多个空中旋转。为了增加在空中停留的时间,需要跳得比较高,这就取决于离地速度。离地速度越大,跳的高度越大,在空中停留的时间越长。为了产生离地速度,身体必须产生竖直加速度。如果只是静止站立,舞蹈者需要对地板施加一个作用力,大小等于重力。但是为了获得一个较大的离地速度,必须对地板施加大于体重的力。在总调过程中,对地板施加的力通常不会超过体重的两到三倍。

在台阶运动中,大部分功都用于抵抗重力,当身体或身体环节升高的时候就做了功。在身体动作速度比较大的运动中,例如贻拳道,惯性阻力就变得重要了。肌肉必须产生相当大的力将肢体加速到较高的速度并且在动作幅度末端的时候进行减速。运动方向的快速转变需要很大的加这度和减速度。因此,即使肢体相对比较轻,这种运动也需要较大的力。

投掷标枪举例说明了在加速过程中,所遇到的阻力如何超过物体重量,一个2磅重的标枪在世界级投掷运动员手中可以产生100磅的阻力。投掷的动作在十分之一秒内完成,平均功率超过3000瓦。


抗阻训练中改变加速度的作用
加速度和减速度可以用于“欺骗性” 的举重运动中。例如,如果在动作中出现了卡点,也就是阻力太大,在匀速情况下不能克服,那么举重运动员可能在达到这一点之前对杠铃进行加速度,使得杠铃具有足够的动量来通过这个点。使用这种技术完成动作并不代表运动员变强壮了。通常不鼓励使用这种技术,除非在“爆发性”举重运动中。

在重复性运动的物体下落过程中,肌肉进行离心收缩,因为运动的时候被拉长了。如果运动员对杠铃施加的向上的力大于杠铃的重力,那么杠铃将会向下加速运动,然后速度增加。运动员对杠铃施加的向上的力越小,杠铃向下的速度越大。如果向上的力降到零,那么杠铃进行自由落体运动,下落速度每秒增加32英尺/秒。如果想要减慢杠铃向下的速度,那么运动员必须对杠铃施加一个大于重力的向上的力。如果直到杠铃接近最低点才开始发力,而且必须在非常短的时间内使其停止,那么减速的力量必须大大超过杠铃的重力。这就是为什么这种类型的运动可能引起损伤。因此,比较安全的作法就是在控制下下落,而不是让它快速下落然后在末端进行减速。

所有举重运动开始的时候都需要加速,使其从静止位置获得向上的速度,在接近顶点的时候需要减速,使杠铃的速度回到零。在这种方式下。主动肌在开始阶段受到的阻力大于杠铃的重力,而在结束阶段受到的阻力小于杠铃的重力。运动员对杠铃减速的方式有两种:(a) 减小对杠铃向上的力,使其小于杠铃的重力;(b) 利用拮抗肌的离心收缩向下拉杠铃。在这两种情况下,主动肌受到的阻力都会减小。

与小加速度的缓慢上举相比,包含大加速度的动作对肌肉施加了较大的阻力。例如,采用大大负荷进行挺举的时候,强壮的腿部、臀部和背部肌肉将杠铃竖直加速到足够大的速度,即使上背部肌肉不能产生与杠铃重力相等的力,但是杠铃仍然会继续向上运动直到重力将其速度减为零。


在非抗阻训练中改变加速度的作用
加速度可以对非力重型训练产生较大的作用。通常,在给定运动中进行加速就会产生加速力量。输出功率也将增加,因为(1) 以较快的节奏使身体或身体环节升高的话,单位时间内对抗重力所做的功增多;(2)单位时间内对抗惯性所做的功增多,因为加速力量较高,而且节奏较快。这些原理是用于很多运动,例如舞蹈、有氧操、跑步和武术。例如,慢步华尔兹和其它慢步舞蹈中的加速度很小,因此力量和输出功率都较小。相反,活力四射的波尔卡舞和桑巴舞的特点是力量和输出功率较大,太极是一种武术类型,速度非常慢,不慌不忙地。因此,加速力量几乎为零。有一韩国武术包含快速踢腿和击打动作,还有空中跳跃。因此,肌骨胳系统的力量就远远大于太极,输出功率也大很多。

短跑的力量和输出功率大于长跑,因为节奏比较决而且加速度力量比较大。因此,间歇性短跑训练是提高腿部和臀部肌肉力量的好方法。就连躯干和两侧的肌肉都进行了工作,因为加速度很大并且包含脉冲动作。另外,短跑的动作幅度大于长跑,这就提供了另一个训练效果。

当一个物体在手中保持静止或者匀速运动,那么只有一个不变的阻力——重力,而且方向总是向下。但是,根据牛顿第二定律,对物体进行垂直或水平加速度需要额外的力量。


加重训练法
加重训练法是采用较轻或较重的阻力进行运动和训练。在这种训练中,惯性阻力可以采用其它形式。例如,如果一个运动员在短跑的时候穿一件负重衣,那么根据牛顿第二定律,加速的阻力就会增加,等于质量乘以加速度。垒球运动员可以采用比正常球棒质量小的球棒来练习高速的动作。较轻的球棒惯性较小,所以可以达到较大的速度。相反,较重的球棒惯性较大,减慢挥棒的速度并且提供较大的惯性组力。这种训练方法能够使运动员在更广的力量-速度曲线范围内训练神经肌肉系统。

加重训练法还可以用来提高体育以外的其它活动的能力。例如,一个客户如果想要远足爬山,可以在计划之前的两到六周采用离家较近的、较小的山进行训练。先采用较轻的背包以及节奏较慢的步速建立一个基础,然后增加背包的重量使其大于计划所用的,但是步速低于计划的步速。还可以采用较轻的背包和较快的步速。


摩擦力
当两个物体彼此接触并且产生相对运动的时候,就会产生摩擦力。各种运动器械都将摩擦力作为阻力,例如功率自行车或阻力式运动器械。对每种这样的器械来说,阻力通常与两个物体之间的压力成正比。但是,在物体表面和压力一定的时候,是物体进行启动所需的力大于维持运动所面的力,一旦运动开始,阻力就不会有很大改变,即使速度发生改变也是如此。将摩擦力作为阻力的器械有的时候合有一个调节钮,可以改变表面的压力,从而改变阻力。

有些运动将摩擦力作为阻力。例如,各种公司设计了模仿滑雪运动的仪器。将一个光滑的板放在地面上,客户穿一双软靴,采用滑雪动作从板的一端滑到另一端,其中摩擦力提供了阻力。离开脚动作所需的功取决于体重、板和靴子之间的摩擦系数和光滑板两端之间的距离。这种仪器比较便宜并且简洁,能够代替跑步。根据运动速度的不同,可以在这种仪器上进行有氧和无氧间歇训练。


流体阻力
在流体中推动物体或者让流体通过物体会遇到阻力:在游泳、自行车、速度滑冰、跳伞、垒球、高尔夫和标枪运动中,流体阻力是一个主要的因素。

在游泳运动中,流体是水,而在其它运动中,流体指的是空气。也有一些运动仪器将流体作为阻力。水压机中的流体是液体,而风动机中的流体是气体.

流体阻力来自表面曳力(由流体分子和物体表面的摩擦力引起)和形阻力 (由流体分子和物体的前面或后面之间的压力引起)。由于波的形成也会产生阻力。通常,横截面积对形成阻力的作用最大,横截面积越大,阻力就越大。


在游泳运动中的应用
游泳是最基础的水上运动。身体排水的时候会遇到流体阻力。游泳运动员是通过将运动方向上的横截面积减到最小来减小形阻力。很明显,身体形状本身不能产生很大的变化,除非身体围度大量减少。但是,身体在水中的位置比身体形状更能影响形阻力。将脚拾高就能维持身体的水平姿势,从而减小形阻力。因为小腿和脚的脂肪含通常较低,骨的含重较高,所以容易在水中下落。游泳运动员必须通过踢腿来抵消这种现象,踢腿是主要的方法。“进攻角度”指的是游泳运动员的身体与水平面的角度,进攻角度过小,形阻力就越小,在各种类型的游泳中,自游泳的进攻角和阻力最小,然后仰泳、蝶泳和蛙泳逐渐增加。

在减小形阻力的同时,游泳者试图增加手和水之间的曳力从而增加推水的力重。这是由手和手指的位置以及手的运动路线来完成的。如果运动员直线向后推水,那么水对手的曳力将会减小。因此,为了增加手在水中的曳力,优秀的自游泳运动员在划水的时候都试图寻找相对静止的水位。

在陆地运动中,例如跑步或有氧操,身体脂肪是一个障碍,而在游泳运动中,并非如此,因为水对身体产生了浮力。因为浮力等于被排出的水的重重,所以脂肪能有帮助身体浮起来,骨骼和肌肉的密度大于水,因此使身体下沉。一个肥胖的人不进行肌肉收缩就可以浮起来,而一个瘦弱的人必须努力维持飘浮的状态。游泳的距离越长,脂肪的优势越大,因为除了浮力之外,它还具有绝缘作用。对于长距离室外游泳来说,中等体脂含量的优点要超过形阻力增加所带来的劣势。


在其它水上运动中的应用
尽管通常将游泳作为抗流体阻力的运动,但是对于游泳水平差和不喜欢游泳的人来说,其它的水上运动也是一个良好的选择,除了游泳之外的水上运动,有时候被称为水上有氧运动,有很多不同的形式。顾客可以站在泳池较浅的边缘进行走、跑或者踢水等运动。或者,可以在手上戴上划桨或者其它器械来增加流体阻力。身体没入水面的部分越多,浮力就越大。例如,当水面位于颈部时,顾客只需支持体重的10%,而当水面位子腰部时,顾客必须支持体重的50%。人们可以利用浮漂在游泳池的深水区活动,浮漂可以使头漏出水面。这些运动广泛应用于运动临床和运动训练中。


在运动器械中的应用
一些运动仪器将流体作为阻力。其中含有一个圆柱体,在开口处有一个活塞,运动的时候活塞对流体施加一个力。其阻力大致与活塞的运动速度成正比。因此,当快速推动活塞的时候,阻力增加;当缓慢推动活塞的时候,阻力减小。由于存在这种关系,所以流体圆柱体允许动作早期快速出现加速度而在达到最大速度之后减小加速度。阻力随着速度的增加而增加,这种关系有效地限制了运动的速度。有些仪器上装有一个调剂钮,可以调节小孔的大小。当小孔变大的时候,阻力增加的程度比活塞速度增加的程度小,从而可以达到较高的动作速度。对小孔进行调解可以使运动具有不同的速度。

流体阻力仪器不支持离心运动,除非采用泵进行特殊的设计。这与标准的抗阻训练不同,在标准抗阻训练中,在重物上升的过程中,肌肉进行向心收缩,而在重物下落的过程中,肌肉则进行离心收缩。因此,可以将力重训练叫做向心-离心抗阻训练。因为大多数流体阻力仪器都不支持离心收缩,所以一个肌群在一个方向上进行向心收缩,然后拮抗肌则在相反的方向上进行离心收缩。那么,可以将流体阻力运动叫做向心-向心抗阻训练。

总之,自由重力力量训练或力量器械都包含相同肌肉的向心和离心收缩,并且中间没有间歇,而流体阻力仪器通、常包含主动肌的向心收缩,每块肌肉都在对方运动的时候进行休息。在流体抗阻训练中不存在离心收缩这个现象提示,这种训练方法不适合于日常活动或者依赖肌肉离心收缩的项目(例如下楼梯)或者拉伸-缩短循环牲的运动(例如跑步、跳跃、投掷)。


在其它流体阻力运动中的应用
皮艇、独木舟和划船都是流体阻力运动的类型。用船桨划水持船向前推进。船身(穿过水)和船桨都受到流体阻力。船身的流线型越好,通过水的速度就越快。这将影响船桨的速度,如果船行驶得比较快,船桨必须更快对水发力,从而增加肌肉收缩的速度。因此,在其它所有条件相同的情况下,如果采用一条宽而且流线型差的船,需要肌肉在较低的收缩速度下产生较大的力;如果选择一条窄而且流线型好的船,需要肌肉在较高的收缩速度下产生较小的力。

一个标准的路上划船仪器也是将流体作为阻力的。当客户拉动扶手的时候,通过电缆使风扇转动,扇片周围的空气产生阻力,在风扇附近装一个滑门,通过猾门的开合改变阻力的大小,开得趁大,阻力趁大,因为更多空气对风扇的转动产生阻力。这种仪器很好地模仿了划船运动中所做的功。


弹力
一些商业运动器械,尤其是电视直销产品,通常将弹性成分 (例如弹簧和带子) 作为阻力。其中一种仪器由一个弹性带组成,两端连接杆。双手握住杆,一只脚或两只脚站在弹性带的中间进行各种拉长弹性带的运动,另一个器械由一对弹性带组成,末端相连,一端固定在一个静止的物体上,另一端无固定,可以通过扶手拉动。第三种器械通过一条弹性带对仰卧起坐运动施加阻力,一只手抓住一的扶手,然后从背部绕到另一只手,抓住另一端的扶手,所有这些器械都比较便宜,而且旅游的时候在旅馆里都可以使用,但是,缺点就是动作的类型是有限的,而且阻力的可变性很小。

弹性阻力的主要特点是弹性随着拉长的程度而增加。因此,采用弹性阻力的动作通常以较低的阻力开始,而以较高的阻力结束,这种方式不同于肌肉的发力方式,弹性阻力的大小还受到弹性成分数的限制,如是需要进行标准的抗阻训练,那么应该将阻力调到足够大。


电子控制仪器
一些训练仪器的阻力是由电子控制的,包括一些力量训练仪器。阻力可以通过上述的方式未提供,或者通过电磁或机动泵来提供。不管是哪种类型的阻力,这种仪器都是由电子来控制的。其不同之处就是利用反馈和控制结束来调节阻力的大小。例如,运动临床医学通常使用等动测力仪对各种肌肉力量提供相当的阻力,从而产生恒定的关节角速度。一些器械只支持向心运动,而其它的都支持向心和离心运动。有些比较复杂的仪器甚至可以使顾客选择专门的加速方式。一仪器允许顾客采用特殊的阻力、阻力功率或者动作速度。还可以通过电子和计算机仪器来模拟或设计任何阻力形式。


负功和负功率
因为功是力和速度的乘积,对一个下落(负的)的物体施加向上(正的) 的力将会产生负功和负功率。这种负功利负功率反映了肌肉的离心收缩。其它类型的离心收缩也会产生负功和负功率。例如,当一个网球运动员突然改变方向去追一个球的时候,肌肉在收缩之前首先被拉长。如果我们将肌肉的缩短视为正的,而将肌肉拉长视为负的话,那么我们就可以看到,肌肉离心收缩的时候所做的功是负的。身体和重物降低以及对身体或物体进行减速都是常见的动作。这都会导致负功和负功率的产生。

为了产生负功和负功率,下落或减速的身体或物体必须具备势能或动能。重力势能是一个物体的重力和其与地面距离的乘积,动能是物体质量和速度平方的乘积的一半。降低物体所做的负功等于物体的重力乘以下落的高度。将物体减速到零所做的负功等于物体减速之前的动能大小。总的负功就是下落的功和加速的功的总和。如果物体在很短的时间内减速,最大负力和负功率将会很大。所以并不奇怪的是,运动员突然以很高的速度达到顶点或者改变方向的时候通常发生前交叉韧带(ACL)拉伤。

作者:运动医学

(忙碌和早睡是治疗心疾的良方。)

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