Механические свойства мышцы изучаются при сокращениях, одиночных или тетаническом.
Производимая в процессе отдельного одиночного сокращения работа
будет зависеть от нагрузки далеко не линейно, поскольку как степень, так и скорость укорочения зависят от нагрузки.
В ранней фазе одиночного сокращения, когда практически постоянна, укорочение за время t равно vt, а произведенная работа
Из этого уравнения следует, что зависимость A от P описывается типичной колоколообразной кривой с
при P=0 и P=P0 и максимальна в точке
Константа а варьирует от 0,25 до 0,4P0. при P = 0.31-0,35 Po
Уравнением для A нельзя пользоваться для оценки всей работы, производимой при одиночном сокращении, т.к. оно справедливо в лучшем случае только в ранней линейной фазе укорочения. При одиночном сокращении под большой нагрузкой скорость укорочения остается постоянной лишь в течение ограниченного промежутка.
При достаточно частых импульсах, подаваемых подряд, скажем, при 15 импульсах в 1 с, одиночные сокращения объединяются в тетаническое сокращение, так как каждый следующий импульс попадает в рефрактерный период предыдущего. Работа, производимая мышцей при сокращении, равна, согласно уравнению Хилла,
Если нагрузка в точности равна тому полному изометрическому напряжению, которое мышца способна развить, то никакого внешнего укорочения, конечно, вовсе не пройдет. При другом предельном значении нагрузки – нулевом – скорость укорочения должна быть максимальной.
Экспериментальные данные удовлетворительно описываются гиперболическим уравнением Хилла
v – скорость укорочения;
P – сила (нагрузка);
P0 – максимальное изометрическое напряжение, которое может развивать мышца;
b – константа, имеющая размерность скорости;
a – константа, имеющая размерность силы;
Механическая эффективность мышцы может быть определена как отношение получаемой работы к израсходованной энергии