Статистическая нагрузка. Статическая нагрузка. Изометрические упражнения. Какие они

Статическая нагрузка связана с поддержанием человеком груза или приложением усилия без перемещения тела или его отдельных звеньев. Рассчитывается путем перемножения двух параметров: величины удерживаемого усилия (веса груза) и времени его удерживания.

Оценка класса условий труда по этому показателю осуществляться с учетом преимущественной нагрузки: на одну, две руки или с участием мышц корпуса и ног. Если при выполнении работы встречается 2 или 3 указанных выше нагрузки (нагрузки на одну, две руки и с участием мышц корпуса и ног), то их следует суммировать и суммарную величину статической нагрузки соотносить с показателем преимущественной нагрузки. Классы условий труда по стереотипным рабочим движениям приведены в табл. 1.5.

Рассмотрим несколько примеров по определению статической нагрузки.

Пример 1. Слесарь механосборочных работ берет с конвейера деталь, перемещает ее на свой рабочий стол, выполняет необходимые операции и перемещает деталь обратно на конвейер.

Исходные данные:

- рабочий (пол) - мужчина;
- вес груза (р) - 2 кгс;
- время удержания одной детали (t1) - 8 с;
- способ удержания детали - двумя руками;
- общее количество деталей, обрабатываемых за смену (сменное задание) (n) - 1000 шт;

Таблица 1.5

Классы условий труда по показателям статической нагрузки

Показатели тяжести	Классы условий труда
	Оптимальный (легкая физическая нагрузка)	Допустимый (средняя физическая нагрузка)	Вредный (тяжелый труд)
		1 степени	2 степени
4. Статическая нагрузка - величина статической нагрузки за смену при удержании груза, приложении усилий (кгс с)
4.1. Одной рукой: для мужчин для женщин				Более 70 000 Более 42 000
4.2. Двумя руками: для мужчин для женщин				Более 140 000 Более 84 000
4.3. С участием мышц корпуса и ног: для мужчин для женщин				Более 200 000 Более 120 000

Порядок расчета:

Статическая нагрузка при выполнении данной операции рассчитывается следующим образом - Рс=рnxt1 = 2100028= 32 000 кгс с

Вывод: Работа осуществляется двумя руками при статической нагрузке 32 000 кгсс, что по показателю 4.2. табл. 1.5. можно отнести работу к 1 классу.

Рассчитанная величина статической нагрузки заносится в п. 4.2 протокола, графу «фактическое значение» (Приложение 2).

Пример 2. Электрогазосварщик переносит с конвейера деталь, выполняет сварочные работы, перемещает деталь обратно на конвейер.

Исходные данные:

- рабочий (пол) - мужчина;
- вес груза (р) - 10 кг;
- время удержания груза за смену (tn) - 8 000 с;
- способ удержания детали - с участием мышц корпуса и ног
- общее количество деталей, обрабатываемых за смену (сменное задание) (n) - 200 шт;
- количество циклов перемещения одной детали (на рабочее место и с рабочего места) (х) - 2.

Порядок расчета:

Статическая нагрузка при выполнении данной операции рассчитывается следующим образом - Рс=рtn = 108000= 80 000 кгсс

Вывод: Работа осуществляется с участием мышц корпуса и ног при статической нагрузке 80 000 кгсс, что по показателю 4.3. табл. 1.5. относится ко 2 классу.

Рассчитанная величина статической нагрузки заносится в п. 4.3 протокола, графу «фактическое значение» (Приложение 3).

Пример 3. Определить класс условий труда по показателю «статическая нагрузка» для главного бухгалтера.

Исходные данные:

- рабочий (пол) - женщина;
- физические нагрузки - отсутствуют.

Вывод: поскольку физические нагрузки отсутствуют, следовательно, по показателям п. 4 (табл.1.5) работа относится к 1 классу.

Результат заносится в п. 4 протокола, графу «фактическое значение» (Приложение 4).

Физическая реабилитация пациентов занимает важное место в комплексном лечении больных с ишемической болезнью сердца, гипертонической болезнью и хронической сердечной недостаточностью. Главное отличие от принципов, провозглашавшихся 10 - 15 лет назад, заключается в том, что сегодня этой категории пациентов рекомендуется строго дозироаванная легкая физическая нагрузка: ходьба, плавание, велотренинг. Посещение же спортивных залов, занятия на тренажерах, «бег от инфаркта» и прочие тяжелые физические нагрузки не допускаются.

Виды физических нагрузок
Физические нагрузки разделяются на три вида: статистические, динамические и «взрывные».

Статические нагрузки
Статическими называют нагрузки, при которых преобладает длительное напряжение отдельных групп мышц, например, вынужденная поза во время работы.
При статических или изометрических нагрузках происходит напряжение мышц без их укорочения или удлинения. Т.е. мышцы напряжены, но никакой внешней работы не наблюдается, в них идет активный расход энергии и накопление продуктов этого распада, в первую очередь, молочной кислоты. Кровеносные сосуды при статических нагрузках стиснуты напрягшимися мышцами, сердцу приходится проталкивать кровь через сосуды, длительно сдавленные напряженными мышцами. Нарушается не только приток, но и отток крови - ухудшается удаление вредных продуктов распада энергетических структур, жидкость застаивается в тканях и клетках, нарушая их естественный обмен веществ. Происходит выброс гормонов и гормоноподобных веществ, которые значительно повышают давление, увеличивают нагрузку на сердце.
Изометрические нагрузки и работа, связанная с длительным статическим напряжением, категорически противопоказана больным стенокардией, перенесшим инфаркт миокарда и воспалительные заболевания миокарда, а также лицам, имеющим признаки сердечной недостаточности.

«Взрывные» нагрузки

«Взрывные» нагрузки характеризуются очень сильным и коротким напряжением мышц, например, при подъеме тяжестей.
Взрывные нагрузки по своему воздействию на сердце являются самыми неблагоприятными. Предъявляемые требования к сердцу при этом заключаются в необходимости обеспечения значительного мышечного напряжения (например, при поднятии штанги) и сочетают в себе как механизм статического напряжения, когда нарушается кровоток в напряженных мышцах, так и механизм динамического выполнения работы, когда усиленное сокращение мышц вызывает лавинообразный расход энергии и уменьшение содержания энергоаккумулирующих веществ (например, АТФ).
Даже несмотря на кратковременность "взрывных" нагрузок, сердце испытывает серьезную перегрузку. Подобные "взрывные" нагрузки категорически запрещаются людям, имеющим серьезные заболевания сердца и сосудов. Людям, у которых нет проблем с сердцем (и желающим, скажем, тренироваться в тяжелой атлетике на пределе своих возможностей), рекомендуется соблюдать особую осторожность в подходе к режиму тренировок и структуре самой тренировке. Особую опасность составляет именно повторяющиеся предельные нагрузки взрывного характера. Для больного ишемической болезнью сердца, например, даже единственная нагрузка может стать последней.

Динамические нагрузки
Динамические нагрузки - это такие, при которых напряжение мышц чередуется с их расслаблением. Примерами динамических нагрузок являются ходьба, бег, плаванье.
Работающим мышцам требуется больше кислорода, поэтому сердце усиливает свои сокращения и учащает их. Активируется гормональная система надпочечников и щитовидной железы (при ожирении, например, эта система всегда угнетена), усиливается сгорание углеводов, повышается усвоение мышцами кислорода. Активируются системы, оказывающие гипотензивное (снижающее АД) действие. Мышцы то сжимают сосуды, выталкивая из них кровь, то отпускают их, позволяя сосудам наполняться кровью. Мы получаем как бы второе, "мышечное" сердце, которое помогает нашему сердцу, разгружает его (теперь понятно, почему даже больным инфарктом миокарда и сердечной недостаточностью рекомендуются неспешные прогулки!).
Если физическая нагрузка повышается, потребности организма в энергетическом обеспечении резко повышаются. Растет потребление кислорода (так как кислород - необходимый субстрат для воспроизводства энергии). Если до этого источником энергии, в основном, было "сгорание" углеводов, то теперь в качестве источника энергии начинают выступать жиры. "Сгорание" жиров начинается примерно через 15 - 20 минут работы. Отсюда вывод: если вам необходимо сбросить вес, лишние калории или поступивший с пищей избыток холестерина, физическая нагрузка должна быть не менее 20 минут.
Во время динамических нагрузок повышается артериальное давление, частота пульса, содержание в крови адреналина и других активизирующих гормонов. Если подобная нагрузка продолжается не слишком долго, то сердце и весь организм получают хорошую тренирующую нагрузку.

А если нагрузку увеличить?
К сожалению, на определенном этапе прирост нагрузки перестает давать адекватное увеличение работоспособности сердца, наступает так называемая фаза "плато" нагрузки, "кислородный предел", за которым нагрузка начинает стремительно разрушать организм: происходит повреждение мышечной системы, сердца, сосудов, головного мозга, нарушаются газовый, белковый, углеводный, жировой, гормональный и другие виды обмена веществ и т.д. (хорошо известное заболевание спортсменов, известное как миокардиодистрофия вследствие физического напряжения).

Как дозировать нагрузку
Важно уметь хотя бы приблизительно оценивать свои физические возможности. Для определения физической работоспособности существуют различные способы. Самым простым способом дозирования нагрузок является определение максимального и субмаксимального пульса. Максимальным пульсом называется частота пульса, при которой достигается максимально возможное потребление кислорода работающими мышцами. Если нагрузка продолжает нарастать и далее, начинаются различные повреждения мышечных клеток. Существуют специальные таблицы, определяющие максимальный пульс для каждого возраста, но есть и известная упрощенная формула: 220 - возраст (т.е., если вам 45, то ваш максимально допустимый пульс равен 220 - 45 = 175).
Субмаксимальный пульс рассчитывается как 75 — 85 % от максимального. Людям, имеющим проблемы с сердцем, субмаксимальный пульс устанавливается в 75%, людям тренированным и практически здоровым можно считать субмаксимальным пульс в 85% от максимально допустимого.
Умеренные ежедневные физические тренировки (конечно, на фоне терапии) позволяют снизить уровень нейрогормонов, повысить чувствительность к медикаментозному лечению и переносимость нагрузок, а следовательно, и эмоциональный тонус, и "качество жизни". Перед началом самостоятельных занятий нужно обязательно проконсультироваться с лечащим врачом. Если вам больше 30 лет, то перед началом занятий нужно сделать электрокардиограмму. Врач должен рекомендовать вам наиболее подходящий вид физических упражнений и помочь в разработке индивидуальной программы физических тренировок. Например, людям старше 40 рекомендуется начинать с дозированной ходьбы, постепенно увеличивая темп и дистанцию. Страдающим ожирением рекомендуется более медленный темп и длительный период тренировки.
И не забывайте, что «избыточные» физические нагрузки могут привести к трагическому финалу!

Зарядка не вставая с постели
Этот комплекс выполняется сразу же после того, как вы проснулись, в постели, не более 5 минут. В результате таких занятий вы получите отличное настроение, превосходную работоспособность, а главное, здоровый дух.
Упражнение 1 - вращение ступней в разных плоскостях;
упражнение 2 - сжимание и разжимание пальцев рук;
упражнение 3 - попеременное и одновременное поднятие рук;
упражнение 4- потягивание лежа на спине и животе;
упражнение 5 - вращение головой в разных плоскостях;
упражнение 6 - наклоны туловища вперед-назад, влево-вправо, сидя на кровати.

Оценить субъективную величину нагрузки можно по степени усталости, для чего предлагаем упрощенную, но вполне действенную схему в виде таблицы.

Признак	Степень усталости
	Малая	Средняя	Большая
Цвет кожи	Покраснение	Значительное покраснение	Побагровение, синюшность губ, бледность
Потение	Небольшое	Значительное, выше пояса	Значительное, ниже пояса
Дыхание	Учащенное ритмичное	Очень быстрое, иногда ртом	Очень быстрое, неритмичное, ртом
Движения	Правильные	Небольшие нарушения	Некоординированные
Ощущения	Ничего не беспокоит	Усталость, боль в ногах, одышка, тахикардия	Усталость, головная боль, тошнота, головокружение

Силовые упражнения бывают динамические и статические.

Первые выполняются в движении. Мышцы при этом то напрягаются, то расслабляются, происходит чередование сокращений мышц-антогонистов.

При статических упражнениях тело фиксируется в неподвижном положении, происходит постоянное напряжение мышц.

При статических упражнениях кровообращение человека и его дыхание увеличиваются непропорционально мало . Во время отдыха все показатели начинают увеличиваться, но все равно в меньшей степени, чем при динамической нагрузке. Во время выполнения статики непрерывно работают одни и те же нервные центры одной определенной группы мышц. То есть лимитирующее звено в данном случае - высшие нервные центры. Этот феномен был назван по имени датского ученого Линдгарда .

Сейчас сформировалось мнение, что статика оказывает плохое влияние на работу сердечно-сосудистой системы. В этом есть своя правда. Постоянно напряженная мышца сдавливает кровеносные сосуды, тем самым ухудшается кровоснабжение. Получается, что мышца нуждается в кислороде и энергии. Сердечной мышце приходится излишне напрягаться, проталкивая кровь в постоянно напряжённую мышцу. Как следствие, повышается артериальное давление, увеличивается нагрузка на сердце и сосуды.

Статическая нагрузка, в зависимости от времени и интенсивности, по-разному действуют на организм. Стоит отметить, что именно упражнения в статике быстрее утомляют организм, чем, например, динамические упражнения.

Чтобы укрепить опорно-двигательный аппарат, необходимы нагрузки большой и средней длительности и интенсивности.

Для гипертоников, наоборот, лучше подойдет нагрузка низкой и умеренной интенсивности и малой продолжительности. При вегето-сосудистой дистонии по гипертоническому типу статические упражнения нужно применять с целью депрессорного воздействия на сосуды. Интенсивность должна быть маленькая, продолжительность - малая или средняя. Должно быть сочетание упражнений с произвольным расслаблением мышцы и упражнениями на дыхание. В самом начале пропорция упражнений будет 1:2:1. В промежуточном периоде 1:1:1. Малая интенсивность (нагрузка) в данном случае будет 20-30% от максимума. Малая продолжительность — до 5 секунд, средняя продолжительность — от 5 до 25 секунд работы.

Положительно влияют на сердечно-сосудистую систему статодинамические упражнения или соотношения статики и динамики 1:3 или 1:2. Это подтверждено различными исследованиями.
Статические упражнения следует применять крайне осторожно, в зависимости от целей и приоритетов. Тут важно, чтобы программа тренировок имела индивидуальный подход, в группах обычно практикуется только средняя обобщённая программа.

Самым популярным статическим упражнением считается планка. Существуют различные ее вариации: на одной или двух ногах, с весом или без. Следующее упражнение — приседание. Только не классическое, которое выполняется в динамике, а то, которое любят выполнять горнолыжники — опираясь спиной к стене и фиксируя тело в этом положении. Статическую нагрузку можно выполнить практически в любом упражнении, задерживаясь в какой-то точке (фазе) на короткое время.

Статические упражнения бывают изометрические и изотонические. При изометрическом упражнении сокращенная мышца только напрягается, а при изотоническом — меняется длина мышцы.

Изометрические упражнения (статические) повышают силу, мышечный тонус и выносливость мышц и сухожилий. С их помощью нельзя нарастить мышечную массу. Для этого подойдут динамические упражнения, которые стимулируют рост мышц куда больше.

Основную работу во время статической нагрузки вполсилы или еще меньше выполняют красные мышечные волокна. Тренировка именно этих мышечных волокон приводит к сильному развитию капиллярной сети мышцы. Красные мышечные волокна получают основную энергию из жиров. Получается, это хорошее средство для сжигания жиров, главное — грамотный подход.

Если же статическая нагрузка происходит с большой силой, то в действие вступают по большей части белые мышечные волокна. Это развивает силу, и мышцы начинают увеличиваться в объеме. При сильном воздействии капилляры в мышцах могут пережиматься, от этого происходит недостаток кислорода и глюкозы, также плохо отводятся продукты распада.

Главная задача здесь – подобрать наиболее подходящие материалы и размеры для элементов конструкции так, чтобы последние надежно выдерживали те нагрузки, которые будут действовать на них во время работы конструкции. Здание или мост собирается из таких основных элементов конструкции, как балки и сжатые или растянутые стержни. Чтобы можно было рассчитать элементы, из которых будет состоять мост, инженер должен сначала определить нагрузки и оценить различные связанные с ними эффекты. Например, чтобы рассчитать стальную балку, нужно сначала определить нагрузки и реакции, действующие силы и моменты и точки их приложения. Если проектируется ферма (состоящая из сжатых и растянутых стержней), то нужно определить нагружение каждого стержня. На этом этапе проектирования, называемом предварительным прочностным расчетом, балка и ферма существуют лишь в виде линейных (одномерных) диаграмм.

На следующем этапе определяются пропорции и выбираются размеры. При этом, однако, проектировщик не анализирует распределение напряжений и деформаций внутри элементов конструкции. Максимально допустимые напряжения для каждого материала, например среднеуглеродистой стали, предписываются соответствующими нормативами. Руководствуясь ими, проектировщик рассчитывает элементы конструкции так, чтобы эти максимально допустимые напряжения не были превышены в наиболее нагруженных сечениях.

Основные факторы прочностного расчета.

Равновесие сил.

Важнейшую роль в прочностном расчете конструкции играет закон равновесия сил. Инженер-прочнист занимается в основном проектированием конструкций, выдерживающих действие различных эксплуатационных нагрузок. Хотя силы и моменты могут создаваться не только статическими нагрузками, сама конструкция должна оставаться устойчивой. Следовательно, для элемента конструкции, лежащего в определенной плоскости и нагруженного в этой плоскости, силы должны уравновешиваться. Это выражается представленными ниже уравнениями для системы несходящихся (не пересекающихся в одной точке) сил, лежащих в одной плоскости:

Эти уравнения означают, что должны быть уравновешены: 1) сумма горизонтальных составляющих сил, 2) сумма вертикальных составляющих сил и 3) сумма моментов сил относительно любой точки в данной плоскости. Если конструкция статически определима, то уравнений (1)–(3) достаточно для анализа эффектов, связанных с данной системой сил.

Если же число неизвестных сил или факторов больше трех, то такая система является статически неопределимой. Она может быть статически неопределимой относительно внешних нагрузок и реакций, как, например, неразрезная балка с двумя пролетами, или внутренне статически неопределимой, как, скажем, ферма с избыточными диагональными стержнями.

Статические и динамические нагрузки.

Нагрузки, действующие на элементы конструкции, делятся на статические (или постоянные) и динамические (или временные). Статические нагрузки действуют в данном положении постоянно. Их часто называют гравитационными, поскольку они направлены по вертикали. К статическим нагрузкам относится вес настила моста, здания, механического оборудования, закрепленного на определенном месте. Динамические же нагрузки могут возникать, исчезать и изменять место своего приложения. Динамические нагрузки создают люди в зданиях, грузовые автомобили на мосту, станки в цеху, гидротурбина в машинном зале ГЭС. Такие более или менее упорядоченные динамические нагрузки нетрудно определить, но есть и другие динамические нагрузки, которые невозможно достоверно оценить заранее, например, обусловленные ветром, ударами, температурными колебаниями и землетрясениями. В этих случаях используются специальные методы прочностного расчета и коэффициенты запаса. См. также

Статические (или изометрические) упражнения - это упражнения, заключающиеся в поднятии и удержании спортивного снаряда или веса тела. В отличии от динамических упражнений, повторяемых определенное количество раз, статические упражнения выполняются не на количество, а на продолжительность поддержания тела в определенной позиции.

Наиболее популярным статическим упражнением является планка для пресса, развивающая и служащая главным инструментом формирования подтянутого и плоского живота. Также к статическим упражнениям могут относиться и многие упражнения (ассаны) из йоги - однако при условии, что данные упражнения выполняются в «неподвижном» варианте.

Два типа мышечных волокон

Статические тренировки с гантелями

Отдельно отметим, что попытка использования статических упражнений с целью увеличения мышечной массы не просто бессмысленна, но даже опасна - удержание тяжелого веса штанги или гантелей на протяжении продолжительного времени вызывает не только повышение артериального давления, но и создает крайне нетипичную (а значит, опасную) нагрузку для связок и суставов.

Суть статического тренинга заключается в развитии умения как можно сильнее напрягать мышцы при минимальной нагрузке - другими словами, при выполнении планки вы должны думать не о том, сколько секунд вы в ней находитесь, а о том, действительно ли вы чувствуете мышцы пресса (включая мышцы нижней части живота), и способны ли вы поддерживать .

Лучшие статические упражнения

Как мы уже упоминали, статические упражнения являются важной составляющей физиотерапии - при этом не существует универсальных программ тренировок, подходящих всем и всегда. При восстановлении после перелома ноги могут использоваться статические приседания с весом тела и вытянутыми вперед руками - тогда как при травмах колена это упражнение может быть опасно.

С другой стороны, статические упражнения идеально подходят для . Однако для достижения результата важно изменить свой подход к тренингу и не гнаться за количеством повторов или возможностью находиться в определенной позиции как можно дольше, а уделять внимание правильной технике и ощущению работы мышц.

***

Статические упражнения - один из ключевых способов улучшения подвижности суставов и связок, тренировки медленных мышечных волокон, а также развития между мускулатурой и мозгом. Главная польза статического тренинга заключается в развитии умения поддерживать равновесие и осознанно управлять мышцами своего тела.

Научные источники :

Isometric Exercise Discussed,
NASA, Why do Workouts Work?,