Физическая сила - это мера приложения силы человеком к физическим объектам . Увеличение физической силы - цель силовых тренировок .
Физическая сила человека определяется двумя факторами: площадью поперечного сечения мышечных волокон, задействованных для создания силы, и интенсивностью задействования. Люди с высокой долей медленно сокращающихся мышечных волокон типа I будут относительно слабее, чем похожие люди с высокой долей быстро сокращающихся волокон типа II , но будут обладать большей выносливостью. Генетическая наследственность типа мышечных волокон устанавливает самые внешние границы возможной физической силы (за исключением использования усиливающих агентов, таких как тестостерон ), хотя уникальное положение в пределах этого диапазона определяется тренировками.
Индивидуальные соотношения мышечных волокон можно определить с помощью биопсии мышц. Другими соображениями являются способность задействовать мышечные волокна для определенной деятельности, углы суставов и длина каждой конечности. Для данного поперечного сечения более короткие конечности способны поднимать больший вес. Способность наращивать мышечную массу также варьируется от человека к человеку, в основном на основе генов, определяющих количество секретируемых гормонов, но также на основе пола, возраста, здоровья человека и адекватных питательных веществ в рационе. Тест на максимум с одним повторением является наиболее точным способом определения максимальной мышечной силы. [1] [2]
Существуют различные способы измерения физической силы человека или населения. Анализ силовых возможностей обычно проводится в области эргономики , где конкретная задача (например, подъем груза, толкание тележки и т. д.) и/или поза оцениваются и сравниваются с возможностями той части населения, для которой предназначена задача. В таких случаях обычно используются внешние реактивные моменты и силы на суставах. Силовые возможности сустава обозначаются величиной момента, который мышечная сила может создать в суставе для противодействия внешнему моменту.
Скелетные мышцы создают реактивные силы и моменты в суставах. Чтобы избежать травм или усталости, когда человек выполняет задачу, например, толкает или поднимает груз, внешние моменты, создаваемые в суставах из-за нагрузки на руку и веса сегментов тела, в идеале должны быть меньше, чем мышечные моменты силы в суставе.
Одна из первых моделей в сагиттальной плоскости для прогнозирования силы была разработана Чаффином в 1969 году. [3] Согласно этой модели, внешние моменты в каждом суставе не должны превышать моменты мышечной силы в этом суставе.
Где S j — момент мышечной силы в суставе, j, а M j/L — внешний момент в суставе, j, обусловленный нагрузкой L и сегментами тела, предшествующими суставу в нисходящем анализе.
Анализ сверху вниз — это метод расчета реактивных моментов и сил в каждом суставе, начиная с руки, вплоть до лодыжки и стопы. В 6-сегментной модели рассматриваются суставы локтя, плеча, межпозвоночного диска L5/S1 , бедра, колена и лодыжки. При ручных расчетах обычно игнорируют запястный сустав. Программное обеспечение, предназначенное для таких расчетов, также использует запястный сустав, разделяя предплечье на сегменты кисти и предплечья.
Статическое прогнозирование силы — это метод прогнозирования силовых возможностей человека или популяции (на основе антропометрии) для определенной задачи и/или позы ( изометрическое сокращение ). Для прогнозирования возможностей обычно выполняются ручные расчеты с использованием анализа сверху вниз на шести- или семизвенной модели на основе доступной информации о случае, а затем сравниваются со стандартными рекомендациями, такими как рекомендации Национального института охраны труда и здоровья .