390 (11)

Moduły sprężystości. w tym moduł Younga. określają właściwości mechaniczne materiałów. Rozpatrzmy doświadczenie - rozciąganie mięśnia nic pobudzonego -które umożliwi wyznaczenie modułu Younga tego mięśnia. Izolowany mięsień wypreparowany wraz ze ścięgnami zostaje zamocowany tak. jak to zilustrowano schemat)cznie na rycinie 14.3la. Mięsień umieszczony w termostatowanym naczyniu z roztworem fizjologicznym Kingcra ciągle wzbogacanym w ilen zachowuje stosunkowo długo swoje naturalne właściwości. Po wypreparowaniu mięśnia z organizmu jego długość maleje o około 20% w stosunku do jego długości spoczynkowej w organizmie.

Doświadczenie polega na rozciągnięciu mięśnia do zadanej długości (warunki izometryczne) i pomiarze, w funkcji czasu, siły wywieranej przez mięsień na zaczep siłomierza. Typowy przebieg rejestrowanych zaleZności siły w funkcji czasu zilustrowano na rycinie I4.3lc. Jednocześnie na rycinie 14.3lb pokazano, jak zmieniano w tym czasie długość mięśnia. Po początkowym szybkim wzroście siły wywieranej przez mięsień w chwili rozciągnięcia do zadanej długości obserwujemy dalej jej wykładniczy spadek w funkcji czasu do pewnej stałej wartości, która zależy od ustalonej początkowo długości mięśnia. Mówimy. Ze siła wywierana przez mięsień osiąga wartość nasycenia. Takie zachowanie mięśnia nazywa się relaksacją naprężenia". W przypadku (1) (patrz ryc. 14.3Ib i c) rozciągnięto mięsień w chwili czasu / = 0 do długości 2,7 cm. Siła mięśnia wzrosła początkowo do wartości około 2 N i zaczęła maleć w funkcji czasu do około 0.5 N W przypadku (2) mięsień rozciągnięto do długości początkowej / ■ 3,1 cm. a końcowa siła mięśnia osiągnęła wartość 1.5 N.

Wykreślając rejestrowane w takim doświadczeniu wartości sił nasycenia w funkcji długości, do jakiej rozciągnięto początkowo mięsień, otrzymuje się wykres taki jak na rycinie 14.3Id (linia ciągła). Wykres ten przedstawia zaleZność tak zwanej składowej biernej siły mięśnia w funkcji jego długości. Zaznaczone dwa punkty pomiarowe ilustrują wyniki z ryciny 14.3lc. Na rycinie 14.3ld przedstawiono wyniki pomiarów otrzymane zarówno pr/y rozciąganiu mięśnia (linia ciągła), jak i przy skracaniu jego długości (linia przerywana) i zilustrowano zjawisko histerezy naprężenie - odkształcenie. Siła rozwijana przy rozciąganiu mięśnia do określonej długości jest zawsze większa od siły rejestrowanej przy jego skracaniu do tej samej długości. O składowej siły mówi się JńcnuT, gdy/ w jej wytworzeniu nic uczestniczą element) kurczliwe mięśnia (mięsień jest mepobudzony).

Zależność składowej biernej od długości jest nieliniowa w całym zakresie długości mięśnia - zatem moduł Younga mięśnia zmienia się w funkcji długości. Moduł Younga liczbowo równy jest tangensowi nachylenia stycznej do wykresu naprężenia (siły mięśnia przypadającej na jednostkę przekroju poprzecznego) w funkcji względnego wydłużenia. Jak wynika z. ryciny 14.3Id. moduł Younga mięśnia nic-pobudzonego zależy od jego długości - jest mały dla małych długości mięśnia i rośnie wraz z jej w zrostem. Zatem dla mały ch długości mięsień mepobudzony zachowuje się jak podatne na odkształcenie ciało plastyczne (lepkie). Ze wzrostem długości zaczynają dominować właściwości sprężyste mięśnia. Mo2na zatem mówić o lepkchspręiystych właiówoiciach mięśnia.

390