Совершается ли работа?

[Developer]

Виды работы скелетной мышцы (Мышечное сокращение):
• динамическая преодолевающая работа совершается, когда мышца, сокращаясь, перемещает тело или его части в пространстве;
• статическая (удерживающая) работа выполняется, если благодаря сокращению мышцы части тела сохраняются в определенном положении;
• динамическая уступающая работа совершается, если мышца функционирует, но при этом растягивается, так как совершаемого ею усилия недостаточно, чтобы переместить или удержать части тела.

Считают, что мышцы могут выполнять динамическую и статическую работу (ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ О ДВИЖЕНИЯХ ЧЕЛОВЕКА).
При статической работе мышца сохраняет свою длину и напряжение, т.е. не перемещается.
При динамической работе мышца может укорачиваться и удлиняться или, как принято говорить, выполнять работу в преодолевающем или уступающем режиме.

[epros]

Таково уж несовершенное устройство мышц млекопитающих: при удержании энергия тоже затрачивается (и утомление наступает), хотя механическая работа не совершается, т.е. КПД нулевой. Вот у осьминогов на удержание энергия практически не затрачивается - если уж схватил и прижал, то "защёлкнулось" и дальше может удерживать без особых усилий.

[Nord]

Кстати, мышцы моллюсков (в отличие от человеческих) способны находиться в сокращенном состоянии не затрачивая (не диссипируя) при этом энергию. Поэтому утомление мышц человека в статически сокращенном состоянии это лишь физиологическая особенность, не обусловленная физическими причинами.

[dante21]

В результате обсуждения состоявшегося в теме http://dxdy.ru/topic34519.html появилась приемлемая модель процесса. Правда без формул.

[libra]

dante21 в сообщении #332395 писал(а):

В результате обсуждения состоявшегося в теме http://dxdy.ru/topic34519.html появилась приемлемая модель процесса. Правда без формул.

Приемлемой предложенная модель рискует стать, когда предложит не только формулы, но и оценочные энергетические расчеты в сравнении с экспериментальными физиологическими данными.
Пока это типичное форумное бла-бла...

[dante21]

libra в сообщении #332400 писал(а):

dante21 в сообщении #332395 писал(а):

В результате обсуждения состоявшегося в теме http://dxdy.ru/topic34519.html появилась приемлемая модель процесса. Правда без формул.

Приемлемой предложенная модель рискует стать, когда предложит не только формулы, но и оценочные энергетические расчеты в сравнении с экспериментальными физиологическими данными.
Пока это типичное форумное бла-бла...

"Оценочные энергетические расчеты" могут выполнены на основе формул, которых пока нет.

libra в сообщении #332400 писал(а):

предложит не только формулы

Формулы модель не предлагает (ясно же написано "правда без формул"). Откуда это "предложит не только формулы"?

libra в сообщении #332400 писал(а):

Пока это типичное форумное бла-бла...

По-вашему, все, что без формул, является "бла-бла"?

Из модели следует, что дело в сохранении импульса, а не в переводе энергии в тепло, как это говорилось в этой теме. Т.е. предложена модель физического процесса, выраженная на русском языке, а не на языке математики. На основе этой модели, любой желающий может построить модель на языке математики.

[dante21]

Рискну все-таки сам предложить формулу.

Из модели «дрожания» следует, что статический процесс удержания груза есть набор циклических актов расходования порций биохимической энергии человека.

Примем период цикла «дрожания» равным $\triangle t$. Он определяется временем реакции нервной системы.

Тогда величина порции биохимической энергии $\triangle E_b$, расходуемой за время $\triangle t$ на удержание груза массой $m$ будет равна:

$\triangle E_b=2mg^2\triangle t^2$

Это и есть ответ на

Dialectic в сообщении #69367 писал(а):

Вопрос:
1.Как расчтать эту работу? Ясно, что эта работа должна зависеть от параметров m,g,T.

[vicont]

Мышцу можно рассматривать и по другому.
Это некая система, которая может существовать в различных состояниях. Каждому такому состоянию соответствует определенный энергетический уровень. Очевидно, что полностью раслабленное состояние соответствует нижшему энергетическому уровню. А чем сильнее мышца напряжена, тем более высокому энергетическому уровню соответствует ее состояние.
А теперь представим, что мышца представляет собой набор неких молекул, каждая из которых может находиться либо в основном, либо в возбужденном состоянии. Тогда степень напряжения мышцы можно выразить в виде количества молекул, находящихся в возбужденном состоянии.
Известно, что физическая система самопроизвольно стремится перейти в состояние с более низким уровнем энергии. Это касается и молекул. Следовательно, молекулы мышцы, находящиеся в возбужденном состоянии будут самопроизвольно переходить в основное состояние. Скорость этого процесса будет зависеть от времени жизни возбужденного состояния.
Чтобы сохранить состояние мышцы постоянным во времени, очевидно, следует переводить в возбужденное состояние такое же количество молекул, как и количество молекул, вернувшееся в основное состояние. И именно на это расходуется энергия того источника, который питает мышцу, а вовсе не на механическую работу. В результате будет наблюдаться динамическое равновесие. При этом никакое дрожание абсолютно необязательно. Книга в вашей руке будет практически абсолюно неподвижна.
В результате весь процесс неподвижного удержания книги сведется к преобразованию в единицу времени определенного количества энергии источника питания мышцы в рассеянную тепловую энергию. А само количество этой энергии будет зависеть от количества молекул, которое необходимо поддерживать в возбужденном состоянии, разницы энергии между основным и возмужденным состоянием молекулы и временем жизни возбужденного состояния.

[Gravist]

А вот пример, достаточно близкий к настоящей теме.
Вы в заякорённой лодке на течении реки (на середине - для ламинарности). Опускаете на верёвке, которую держите в руке, дощечку. Последнюю относит течением, и она "повисает" на натянутой верёвке. Рука тоже устаёт. Здесь - работа конкретна?

[Logic&Life]

Dialectic в сообщении #69393 писал(а):

У нас имеется проволока состоящая из такого вещества.
Пусть она натянута между двумя столбами и сферху на неё помещён некоторый груз. Если мы по этой проволоке передаём ток,
то прочность её возрастает, и следовательно груз удерживается на
фиксированной высоте.

И самое главное, что я не понимаю, так это на что тратится энергия
руки или электрического генератора? Мне просто почему то кажется
,что даже если тело просто лежит оно некую "работу" всё же совершает. и вот именно против этой "работы" и должна быть совершена равная её по величине другая работа т.е. руки или генератора. Или как правильно смотреть на эти вещи? Что то я совсем запутался.

Когда тело просто лежит на столе, то оно какое то время сжимается разогреваясь при этом и разогревая окружающую среду.
Тело лежащее на поверхности земли совершает гравитационную работу по удержанию атмосферы и взаимодействию с обьектами вселенной имеющих массу.

[Victor Orlov]

Dialectic в сообщении #69367 писал(а):

Лежит на столе книга, вопрос: совершает ли она какую- нибудь работу?
.......
Другими словами,наши мышцы должны в каждую еденицу времени генерировать силу равную mg, но противоположно направленную. Иначе книга упадёт.
Вопрос:
1.Как расчтать эту работу? Ясно, что эта работа должна зависеть от параметров m,g,T.
Но непонятно как их можно связать, что бы получить истинное значение данной работы,учитывая вдобавок, что перемещение книги равно ноль,скорость книги равна ноль, и разность потенциальных энергий тоже равна ноль..

Например, давайте представим, что вес книги уравновешен тягой реактивного двигателя. В этом случае двигатель будет совершать работу, несмотря на то, что книга остается на месте? И эту работу можно подсчитать?

Если рассуждать о руке. Представим, что опыт происходит в невесомости, и рука прикладывает к книге такое усилие, чтобы сообщить книге ускорение, равное ускорению на поверхности Земли. Если считать, что рука с книгой переместилась за небольшой интервал времени на небольшое расстояние, то работу можно подсчитать.
Ну а если затем те же действия выполнить на поверхности Земли, то книга будет неподвижна, а работа, совершаемая рукой такая же, как в невесомости, когда рука придает книге ускорение, равное ускорению силы тяжести на поверхности Земли.

[aleksandrv]

Это задача биологии. Работа равна произведению силы на путь.(одно напотравление) Но в данном случае перемещение происходит незаметно для глаз белковых актин-миозиновых волокнистных молекул мышц.Откройте книгу по биофизике. Эти движения становятся заметными, когда рука начнет дрожать. Тратится энергия молекул АТФ. Я могу рассказать очень подробно , но нужно вспоминать, смотреть книгу. Сами. Если очень будете просить. Этот пример сбивает с толку школьников. Они из-за этого примера перестают верить в формулы физики. Работа будет различна для разных людей и в частности от длины руки. Интересный вопрос режима максимальной внешней механической работы, совершаемой мышцей. Если внешняя сила мала, то скорость сокрашения мышцы велика и почти вся энергия тратится внутри мышцы. Если внешняя силы предельно велика то тоже самое внешняя работа не производится. Поэтому, в частности, велосипедист подбирает оптимальную предачу.

-- Ср июн 30, 2010 14:37:48 --

Во всех изобретенных человечеством устройствах,использующих мыщечную энергию таже идея. Например если вы пилите дерево со слишком мелкими или слишком большими зубьями, то производительность плохая. Да что там, примеров не перичесть. Журавль у колодца.............

[master]

совершаются две работы (грубая оценка)

[aleksandrv]

Энергия молекул АТФ частично переходит в тепло внутри мышцы или производится внешняя механическая работа. Когда книга неподвижна, надо измерить выделяемое мышцей тепло.