Основные виды трудовой деятельности представлены на рисунке.
Трудовую деятельность можно прежде всего разделить на физический и умственный труд.
Физический труд – выполнение человеком энергетических функций в системе «человек – орудие труда» – требует значительной мышечной активности; физическая работа подразделяется на два вида: динамическую и статическую . Динамическая работа связана с перемещением тела человека, его рук, ног, пальцев в пространстве; статическая – с воздействием нагрузки на верхние конечности, мышцы корпуса и ног при удерживании груза, при выполнении работы стоя или сидя. Динамическая физическая работа, при которой в процессе трудовой деятельности задействовано более 2/3 мышц человека, называется общей , при участии в работе от 2/3 до 1/3 мышц человека (мышцы только корпуса, ног, рук) – региональной , при локальной динамической физической работе задействовано менее 1/3 мышц (набор текста на компьютере).
Физический труд характеризуется прежде всего повышенной мышечной нагрузкой на опорно-двигательный аппарат и его функциональные системы – сердечно-сосудистую, нервно-мышечную, дыхательную и т. д. Физический труд развивает мышечную систему, стимулирует обменные процессы в организме, но в то же время может иметь отрицательные последствия, например заболевания опорно-двигательного аппарата, особенно в том случае, если он неправильно организован или является чрезмерно интенсивным для организма.
Умственный труд связан с приемом и переработкой информации и требует напряжения внимания, памяти, активизации процессов мышления, связан с повышенной эмоциональной нагрузкой. Для умственного труда характерно снижение двигательной активности – гипокинезия. Гипокинезия может являться условием формирования сердечно-сосудистых нарушений у человека. Продолжительная умственная нагрузка оказывает отрицательное влияние на психическую деятельность – ухудшаются внимание, память, функции восприятия окружающей среды. Самочувствие человека и, в конечном счете, его состояние здоровья в значительной мере зависят от правильной организации умственного труда и от параметров окружающей среды, в которой осуществляется умственная деятельность человека.
В современных видах трудовой деятельности чисто физический труд встречается редко. Современная классификация трудовой деятельности выделяет формы труда, требующие значительной мышечной активности; механизированные формы труда; труд на полуавтоматическом и автоматическом производстве; труд на конвейере, труд, связанный с дистанционным управлением, и интеллектуальный (умственный) труд.
Жизнедеятельность человека связана с затратами энергии: чем интенсивнее деятельность, тем больше затраты энергии. Так, при выполнении работы, требующей значительной мышечной активности, энергетические затраты составляют 20...25 МДж в сутки и более.
Механизированный труд требует меньших затрат энергии и мышечных нагрузок. Однако механизированный труд характеризуется большей скоростью и монотонностью движений человека. Монотонный труд приводит к быстрой утомляемости и снижению внимания.
Труд на конвейере характеризуется еще большей скоростью и однообразием движений. Человек, работающий на конвейере, выполняет одну или несколько операций; поскольку он работает в цепочке людей, выполняющих другие операции, то время выполнения операций строго регламентировано. Это требует большого нервного напряжения и, в сочетании с высокой скоростью работы и ее однообразием, приводит к быстрому нервному истощению и усталости.
На полуавтоматическом и автоматическом производстве затраты энергии и напряженность труда меньше, чем на конвейерном. Работа заключается в периодическом обслуживании механизмов или выполнении простых операций – подаче обрабатываемого материала, включении или выключении механизмов.
Формы интеллектуального (умственного) труда разнообразны – операторский, управленческий, творческий, труд преподавателей, врачей, учащихся. Для работы оператора характерна большая ответственность и высокое нервно-эмоциональное напряжение. Труд учащихся характеризуется напряжением основных психических функций – памяти, внимания, наличием стрессовых ситуаций, связанных с контрольными работами, экзаменами, зачетами.
Наиболее сложная форма умственной деятельности – творческий труд (труд научных работников, конструкторов, писателей, композиторов, художников). Творческий труд требует значительного нервно-эмоционального напряжения, что приводит к повышению кровяного давления, изменению сердечной деятельности, увеличению потребления кислорода, повышению температуры тела и других изменений в работе организма, вызванных повышенной нервно-эмоциональной нагрузкой.
В соответствии с типом сокращения основных мышц, осуществляющих выполнение данного упражнения, все физические упражнения можно разделить соответственно на статические и динамические.
К статическим упражнениям относится, например, сохранение фиксированной позы при удержании стойки на кистях (у гимнастов), в момент выстрела (у стрелка).
Б ольшинство физических упражнений относится к динамическим. Таковы все виды локомоций: ходьба, бег, плавание и др.
Деятельность человека носит самый разнообразный характер. Несмотря на это, ее можно разграничить на три основные группы по характеру выполняемых человеком функций.
Физический труд. Физическим трудом (работой) называют выполнение человеком энергетических функций в системе «человек - орудие труда».
Физическая работа требует значительной мышечной активности. Она подразделяется на два вида: динамическую и статическую. Динамическая работа связана с перемещением тела человека, его рук, ног, пальцев в пространстве; статическая - с воздействием нагрузки на верхние конечности, мышцы корпуса и ног при удерживании груза, при выполнении работы стоя или сидя. Динамическая физическая работа, при котором в процессе трудовой деятельности задействовано более 2/3 мышц человека, - называется общей, при участии в работе от 2/3 до 1/3 мышц человека (мышцы только корпуса, ног, рук) - региональной, при локальной динамической физической работе задействовано менее 1/3 мышц (например, набор текста на компьютере).
Физическая тяжесть работы определяется энергетическими затратами в процессе трудовой деятельности и подразделяется на следующие категории: легкие, средней тяжести и тяжелые физические работы.
Легкие физические работы (категория I) подразделяются на две категории: 1а, при которой энергозатраты составляют до 139 Вт, и 16, при которой энергозатраты составляют 140-174 Вт. К категории 1а относятся работы, проводимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим усилием. К категории 16 относятся работы, проводимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим усилием.
Физические работы средней тяжести (категория II) подразделяются на две категории: На, при которой энергозатраты составляют 175-232 Вт, и IIб, при которой энергозатраты составляют 233-290 Вт. К категории Па относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенных физических усилий. К категории IIб относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением и перенесением тяжестей массой до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим усилием.
Тяжелые физические работы характеризуются расходом энергии более 290 Вт. К этой категории относятся работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и перенесением значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий.
Энергетические затраты на мышечную работу. Затраты энергии на мышечную работу в труде (сверх уровня покоя и независимо от влияния эмоций, связанных с работой, влияния температуры воздуха и пр.) могут быть рассчитаны для среднего рабочего как сумма затрат на поддержание рабочей позы (табл.1.1) и на выполняемую мышцами механическую работу (табл. 1.2).
Таблица 1.1. Энергетические затраты на поддержание рабочей позы
Таблица 1.2. Энергетические затраты при выполнении мышцами механической работы
Механизированные формы физического труда в системе «человек - машина». Человек выполняет умственные и физические функции. Деятельность человека (далее человека-оператора) происходит по одному из процессов:
детерминированному - по заранее известным правилам, инструкциям, алгоритмам действий, жесткому технологическому графику и т. п.;
недетерминированному - когда возможны неожиданные события в выполняемом технологическом процессе, неожиданное появление сигналов, но в то же время известны управляющие действия при появлении неожиданных событий (расписаны правила, инструкции и т.п.) в выполняемом процессе.
Различают несколько типов операторской деятельности в технических системах, классифицируемых в зависимости от основной функции, выполняемой человеком, и доли мыслительной и физической загрузки, включенных в операторскую работу.
Оператор-технолог непосредственно включен в технологический процесс, работает в основном режиме немедленного обслуживания, совершает преимущественно исполнительные действия, руководствуясь четко регламентирующими действия инструкциями, содержащими, как правило, полный набор ситуаций и решений. Это - операторы технологических процессов, автоматических линий и пр.
Оператор-манипулятор (машинист). Основную роль в его деятельности играют механизмы сенсомоторной регуляции (исполнения действий) и в меньшей степени - понятийного и образного мышления. К числу выполняемых им функций относится управление отдельными машинами и механизмами.
Оператор-наблюдатель, контролер (например, диспетчер технологической линии или транспортной системы). В его деятельности преобладает удельный вес информационных и концептуальных моделей. Оператор работает как в режиме немедленного, так и отсроченного обслуживания в масштабах реального (настоящего) времени. В его деятельности в значительной мере используется аппарат понятийного мышления и опыт, заложенный в образно-концептуальных моделях. Физическая работа здесь играет несущественную роль.
Функционирование организма требует протекания в нем химических и биохимических процессов в достаточно строгих температурных пределах. Для температуры тела это интервал находится в пределах 36,5-37,0° С.
В процессе взаимодействия человека с окружающей средой температура тела может значительно изменяться, что связано с температурой, влажностью и подвижностью воздуха в окружающей среде, а также тепловой радиацией от различных видов оборудования, используемых в производственной среде. Приспособление организма человека к изменениям параметров состояния окружающей среды выражается в способности протекания в нем процессов терморегуляции.
Терморегуляция - совокупность физиологических и химических процессов в организме человека, направленных на поддержание постоянства температуры тела (» 36-37 °С). Это обеспечивает нормальное функционирование организма, способствует протеканию биохимических процессов в организме человека. Терморегуляция (Q) исключает переохлаждение или перегрев организма человека. Поддержание постоянства температуры тела определяется теплопродукцией организма (М), т.е. процессами обмена веществ в клетках и мышечной дрожью, теплоотдачей или теплоприходом (R) за счет инфракрасного излучения, которое излучает или получает поверхность тела; теплоотдачей или теплоприходом за счет конвекции (С), т.е. через нагрев или охлаждение тела воздухом, омываемым поверхность тела; теплоотдачей (Е), обусловленной испарением влаги с поверхности кожи, слизистых оболочек верхних дыхательных путей, легких. Терморегуляция, таким образом, обеспечивает равновесие между количеством тепла, непрерывно образующимся в организме и излишком тепла, непрерывно отдаваемым в окружающую среду, т.е. сохраняет тепловой баланс организма.
Терморегуляцию можно представить следующим выражением:
Q = M ± R ± C - E.
В нормальных условиях при слабом движении воздуха человек в состоянии покоя теряет в результате тепловой радиации около 45 % всей вырабатываемой организмом тепловой энергии, конвекцией до 30 % и испарением до 25 %. При этом свыше 80 % тепла отдается через кожу, примерно 13 % через органы дыхания, около 7 % тепла расходуется на согревание принимаемой пищи, воды и вдыхаемого воздуха. При покое организма и температуре воздуха 15 °С потоотделение незначительно и составляет примерно 30 мл за 1 ч. При высокой температуре (30 °С и выше), особенно при выполнении тяжелой физической работы, потоотделение может усиливаться в десятки раз. Так, в горячих цехах при усиленной мышечной работе количество выделяемого пота 1-1,5 л/ч, на испарение которого затрачивается около 2500...3800 кДж.
Различают острые и хронические формы нарушения терморегуляции. Острые формы нарушения терморегуляции:
Тепловая гипертермия - теплоотдача при относительной влажности воздуха 75...80 % - легкое повышение температуры тела, обильное потоотделение, жажда, небольшое учащение дыхания и пульса. При более значительном перегреве возникает также одышка, головная боль и головокружение, затрудняется речь и др.
Судорожная болезнь - преобладание нарушения водно-солевого обмена - различные судороги, особенно икроножных мышц, и сопровождаемые большой потерей пота, сильным сгущением крови. Вязкость крови увеличивается, скорость ее движения уменьшается и поэтому клетки не получают необходимого количества кислорода.
Тепловой удар-дальнейшее протекание судорожной болезни - потеря сознания, повышение температуры до 40-41 °С, слабый учащенный пульс. Признаком тяжелого поражения при тепловом ударе является полное прекращение потоотделения.
Тепловой удар и судорожная болезнь могут заканчиваться и смертельным исходом.
Хронические формы нарушения терморегуляции приводят к изменениям в состоянии нервной, сердечнососудистой и пищеварительной системе человека, формируя производственно-обусловленные заболевания.
Длительное охлаждение часто приводит к расстройству деятельности капилляров и мелких артерий (ознобление пальцев рук, ног и кончиков ушей). При этом происходит и переохлаждение всего организма. Широко распространены вызываемые охлаждением заболевания периферийной нервной системы, особенно пояснично-крестцовый радикулит, невралгия лицевого, тройничного, седалищного и других нервов, обострения суставного и мышечного ревматизма, плеврит, бронхит, асептическое и инфекционное воспаление слизистых оболочек дыхательных путей и др.
Влажный воздух лучше проводит тепло, а подвижность его увеличивает теплоотдачу конвекцией - это приводит к большому обморожению (даже смерти) при условии низкой температуры, высокой влажности и подвижности воздуха.
Выделяют три стадии охлаждения организма человека, которые характеризуются следующими показателями:
I-II стадии температура тела от 37 до 35,5° С. При этом происходит:
Спазм сосудов кожи;
Урежение пульса;
Снижение температуры тела;
Повышение артериального давления;
Увеличение легочной вентиляции;
Увеличение теплопродукции.
Таким образом, в пределах до 35 °С организм пытается бороться собственными силами против охлаждающего микроклимата.
III стадия -температура тела ниже 35 °С. При этом происходит:
Падение температуры тела;
Снижение деятельности центральной нервной системы;
Снижение артериального давления;
Уменьшение легочной вентиляции;
Уменьшение теплопродукции.
Заболевания, вызываемые охлаждением: обморожения, отеки локтей и ступней, острые респираторные заболевания и грипп.
Создание благоприятного микроклимата рабочей зоны является гарантом поддержания терморегуляции организма, повышения работоспособности человека на производстве.
Умственный труд (интеллектуальная деятельность). Этот труд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации, требующие преимущественного напряжения внимания, сенсорного аппарата, памяти, а также активации процессов мышления, эмоциональной сферы (управление, творчество, преподавание, наука, учеба и т. п.).
Операторский труд - отличается большой ответственностью и высоким нервно-эмоциональным напряжением. Управленческий труд - определяется чрезмерным ростом объема информации, возрастанием дефицита времени для ее переработки, повышения личной ответственности за принятие решений, периодическим возникновением конфликтных ситуаций. Творческий труд - требует значительного объема памяти, напряжения внимания, нервно-эмоционального напряжения. Труд преподавателя - постоянный контакт с людьми, повышенная ответственность, дефицит времени и информации для принятия решения,- это обуславливает высокую степень нервно-эмоционального напряжения. Труд учащегося - память, внимание, восприятие, наличие стрессовых ситуаций.
При интенсивной интеллектуальной деятельности потребность мозга в энергии повышается, составляя 15...20 % от общего объема в организме. При этом потребление кислорода 100 г коры головного мозга оказывается в 5 раз больше, чем расходует скелетная мышца такого же веса при максимальной нагрузке. Суточный расход энергии при умственном труде составляет от 10,5 до 12,5 МДж. Так, при чтении вслух расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекцией - на 94 %, у операторов вычислительных машин - на 60-100 %.
При выполнении человеком умственной работы при нервно-эмоциональном напряжении имеют место сдвиги в вегетативных функциях человека: повышение кровяного давления, изменение ЭКГ, увеличение легочной вентиляции и потребление кислорода, повышение температуры тела. По окончании умственной работы утомление остается дольше, чем при физической работе.
При эксплуатации технических систем в любой области среды обитания чело-век-руководитель управляет не техническими компонентами системы или отдельной машиной, а другими людьми. Управление осуществляется как непосредственно, так и опосредованно - через технические средства и каналы связи. К этой категории персонала относятся организаторы, руководители различных уровней, лица, принимающие ответственные решения, обладающие соответствующими знаниями, опытом, навыками принятия решения, интуицией и учитывающие в своей деятельности не только возможности и ограничения технических систем и их компонентов, но и в полной мере особенности подчиненных - их возможности и ограничения, состояния и настроения.
Тяжесть и напряженность труда. Тяжесть труда является количественной характеристикой физического труда. Напряженность труда - количественная характеристика умственного труда. Она определяется величиной информационной нагрузки.
На производстве различают четыре уровня воздействия факторов условий труда на человека:
Комфортные условия труда обеспечивают оптимальную динамику работоспособности человека и сохранение его здоровья;
Относительно дискомфортные условия труда при воздействии в течение определенного интервала времени обеспечивают заданную работоспособность и сохранение здоровья, но вызывают субъективные ощущения и функциональные изменения, не выходящие за пределы нормы;
Экстремальные условия труда приводят к снижению работоспособности человека, не вызывают функциональные изменения, выводящие за пределы нормы, но не ведущие к патологическим изменениям;
Сверхэкстремальные условия труда приводят к возникновению в организме человека патологических изменений и к потере трудоспособности.
Медико-физиологическая классификация тяжести и напряженности труда проводится на основании комплексной количественной оценки факторов условий труда, называемой интегральной величиной тяжести и напряженности труда (Ит).
К I категории относят работы, выполняемые в оптимальных условиях труда при благоприятных нагрузках. II категория включает работы, выполняемые в условиях, соответствующих предельно допустимым значениям производственных факторов. К III категории относят работы, при которых вследствие не вполне благоприятных условий труда у людей формируются реакции, характерные для пограничного состояния организма (ухудшение некоторых показателей психофизиологического состояния к концу работы). IV категория включает работы, при которых неблагоприятные условия труда приводят к реакциям, характерным для предпатологического состояния у большинства людей. К V категории относят работы, при которых в результате воздействия весьма неблагоприятных условий труда у людей в конце рабочего периода формируются реакции, характерные для патологического функционального состояния организма. VI категория включает работы, при которых подобные реакции формируются вскоре после начала трудового периода (смены, недели).
системе с помощью специальных таблиц. Интегральная оценка тяжести и напряженности труда рассчитывается по формуле:
где хОП - определяющий (самый большой по баллу) элемент условий труда на i -ом рабочем месте; j - сумма баллов всех i - ых биологически значимых элементов без определяющего элемента на j -ом рабочем месте; n - число всех элементов, имеющихся на рабочем месте; хij - балльная оценка i -го фактора на j-ом рабочем месте. Каждый элемент условий труда на рабочем месте получает оценку от 1 до 6 в зависимости от своей величины и продолжительности действия (экспозиции). При экспозиции меньше 90 % времени восьмичасовой рабочей смены фактическая оценка элемента в баллах составит:
где хmax - максимальная оценка элемента при экспозиции от 90 % и более; Tфi - фактическая продолжительность действия элемента в течение рабочей смены, мин; 480 - фон рабочего времени восьмичасовой рабочей смены, мин.
В этом случае вместо хij в формуле (2.1) расчета Ит используют xфi.
При наличии на рабочем месте факторов, имеющих с учетом экспозиции оценку 2 балла и более, в расчет оценки принимают только эти биологически значимые факторы. Факторы с оценкой 1 и 2 балла в расчет не принимают
Таблица 1.3. Характеристика факторов условий труда
Ит = 10 = 45.
Следовательно, на рабочем месте используется труд III категории тяжести и напряженности труда.
При оценки тяжести физического труда пользуются показателями динамической и статической нагрузки. Показатели динамической нагрузки:
Масса поднимаемого и перемещаемого груза вручную;
Расстояние перемещения груза;
Мощность выполняемой работы: при работе с участием мышц нижних конечностей и туловища, с преимущественным участием мышц плечевого пояса;
Мелкие, стереотипные движения кистей и пальцев рук, количество за смену;
Перемещение в пространстве (переходы, обусловленные технологическим процессом), км.
Показатели статической нагрузки:
Масса удерживаемого груза, кг;
Продолжительность удерживания груза, с;
Статическая нагрузка за рабочую смену, Н, при удержании груза: одной рукой, двумя руками, с участием мышц корпуса и ног;
Рабочая поза, нахождение в наклонном положении, процент сменного времени;
Вынужденные наклоны корпуса более 30°, количество за смену;
Линейный пространственный компоновочный параметр элементов производственного оборудования и рабочего места, мм;
Угловой пространственно-компоновочный параметр элементов производственного оборудования и рабочего места, угол обзора;
Значение сопротивления приводных элементов органов управления (усилие, необходимое для перемещения органов управления), Н.
Динамическую физическую нагрузку определяют, как правило, одним из следующих показателей: 1) работой (кг«м); 2) мощностью усилия (Вт); статическую физическую нагрузку определяют в кг/с.
Для определения динамической работы, выполняемой человеком в каждом отдельном отрезке рабочей смены, рекомендуется пользоваться следующей формулой:
W= (РН + (PL/9) + РН1/2))К,
где W- работа, кг м; Р - масса груза, кг; Н - высота, на которую помещают груз из исходного положения, м; L -расстояние, на которое перемещают груз по горизонтали, м; Н1 -расстояние, на которое опускают груз, м; К - коэффициент, равный 6.
Для расчета среднесменной мощности следует суммировать работу, произведенную человеком за всю смену, и разделить ее на длительность смены:
где N- мощность, Вт, t - длительность смены, с; K1 - коэффициент перевода работы (W) из кг×м в Джоуль (Дж), равный 9,8.
Статическая нагрузка - это усилия на мышцы человека без перемещения тела или его отдельных частей. Величина статической нагрузки определяется произведением величины усилия на время поддержания (в случае различных величин усилий время поддержания каждого из них определяют отдельно, находят произведения величины усилия на время поддержания и затем эти произведения суммируют).
При оценке напряженности умственного труда используют показатели внимания, напряженности зрительной работы и слуха, монотонности труда.
2. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА И ЕЕ ДИНАМИКА
Фазы работоспособности. Работоспособность проявляется в поддержании заданного уровня деятельности в течение определенного времени и обусловливается двумя основными группами факторов - внешними и внутренними. Внешние - информационная структура сигналов (количество и форма представления информации), характеристика рабочей среды (удобство рабочего места, освещенность, температура и т.п.), взаимоотношения в коллективе. Внутренние - уровень подготовки, тренированность, эмоциональная устойчивость. Предел работоспособности - величина переменная; изменение ее во времени называют динамикой работоспособности.
Вся трудовая деятельность протекает по фазам (рис. 2.1):
I. Предрабочее состояние (фаза мобилизации) - субъективно выражается в обдумывании предстоящей работы (идеомоторный акт), вызывает определенные предрабочие сдвиги в нервно-мышечной системе, соответствующие характеру предстоящей нагрузки.
Рис. 2.1. Фазы работоспособности человека в течение рабочего дня
II. Врабатываемость или стадия нарастающей работоспособности (фаза гиперкомпенсации) - период, в течение которого совершается переход от состояния покоя к рабочему, т.е. преодоление инертности покоя системы и налаживание координации между участвующими в деятельности системами организма. Длительность периода врабатываемости может быть значительной. Например, утром после сна все характеристики сенсомоторных реакций значительно ниже, чем в дневные. Производительность труда в эти часы ниже. Период может занять от нескольких минут до двух-трех часов. На длительность сказываются: интенсивность работы, возраст, опыт, тренированность, отношение к работе.
III. Период устойчивой работоспособности (фаза компенсации) - устанавливается оптимальный режим работы систем организма, вырабатывается стабилизация показателей, а его длительность составляет ко всему времени работы примерно 2/3. Эффективность труда в этот период максимальная. Период устойчивой работоспособности служит важнейшим показателем выносливости человека при данном виде работы и заданном уровне интенсивности.
Выносливость обусловливается следующими факторами:
1. Интенсивностью работы. Чем больше интенсивность, тем короче период устойчивой работоспособности.
2. Спецификой работы. Например, динамическая работа может продолжаться без признаков утомления в десятки раз дольше, чем статическая. Имеет значение то, какой орган включен в действие. Для мышц ног выносливость в 1,5...2 раза больше, чем для мышц рук. Среди мышц рук выносливее сгибатели, а среди мышц ног - разгибатели.
Влияние специфики выполняемой работы характеризует рис. 2.2, где a - легкая физическая нагрузка и рациональная скорость выполнения операций; б - обслуживание сложного пульта управления; в - средняя физическая нагрузка; г - значительная физическая нагрузка при большой концентрации внимания и выполнения быстрых и точных движений; д - простые зрительные работы; е - сложные зрительные работы.
3. Возрастом. В юношеском и молодом возрасте выносливость увеличивается, в пожилом - снижается.
4. Полом. При нагрузке, равной половине максимальных возможностей, выносливость при статической и двигательной деятельности у мужчин и женщин одинакова. При больших нагрузках мужчины выносливее.
5. Концентрацией внимания и волевым напряжением при интенсивной работе снижают показатели выносливости.
6. Эмоциональным состоянием. Положительное - уверенность, спокойствие, хорошее настроение - активизируют деятельность, удлиняя период устойчивой работоспособности. Отрицательные - страх, неуверенность, плохое настроение - оказывают угнетающее действие, снижая период устойчивой работоспособности.
7. Наличием умений, навыков, тренированностью - снижают волевое и эмоциональное напряжение, повышая работоспособность.
8. Типом высшей нервной деятельности (индивидуальные природные возможности нервной системы). Сила нервной системы характеризует работоспособность и надежность работы оператора особенно в экстремальных ситуациях.
IV. Период утомления (фаза декомпенсации). Характеризуется снижением продуктивности, замедляется скорость реакции, появляются ошибочные и несвоевременные действия, физиологическая усталость. Утомление может быть мышечным (физическим), умственным (психическим). Утомление - временное снижение работоспособности из-за истощения энергетических ресурсов организма.
V. Период возрастания продуктивности за счет эмоционально-волевого напряжения.
VI. Период прогрессивного снижения работоспособности и эмоционально-волевого напряжения.
VII. Период восстановления. Необходим организму для восстановления работоспособности. Продолжительность этого периода определяется тяжестью проделанной работы, величиной кислородного долга, величиной сдвигов в нервно-мышечной системе. После легкой однократной работы период может длиться 5 мин. После тяжелой однократной работы - 60...90 мин, а после длительной физической нагрузки восстановление может наступить через несколько дней.
Рис. 2.2. Изменение работоспособности человека в течение рабочего дня в зависимости от вида выполняемой работы
В каждом из рассмотренных периодов работоспособности используются определенные возможности организма. Периоды I-III используют максимальные энергетические возможности организма. В дальнейшем поддержание работоспособности происходит за счет эмоционально-волевого напряжения с последующим прогрессивным снижением продуктивности труда и ослаблением контроля за безопасностью своей деятельности.
На основании кривых работоспособности устанавливается норма времени на отдых в зависимости от характера и продолжительности работы (табл. 2.1).
Похожая информация.
), на долю которой приходится до 40% массы тела. Различают статическую и динамическую мышечную работу.
При статической работе мышечное сокращение не связано с движением частей тела. Например, мускулатура, обеспечивающая позу сидящего или стоящего человека, выполняет статическую работу.
Динамическая работа - это когда отдельные части тела человека перемещаются. Физическая активность человека складывается из статической и динамической работы. Следует отметить, что при статической работе переносимость нагрузки зависит от функционального состояния тех или иных мышечных групп, а при динамической - еще и от эффективности систем, поставляющих энергию (сердечно-сосудистой, дыхательной), а также от их взаимодействия с другими органами и системами.
Максимальное напряжение, а также максимальное время напряжения, которое способна развивать и удерживать определенная группа мышц, зависят от ее локальной функциональной мощности. В условиях динамической работы выносливость и максимальная мощность определяются эффективностью механизмов энергопродукции и их согласованностью с другими функциональными системами организма. Работа может быть локальной, регионарной и общей. Если в работе задействованы до трети общей мышечной массы тела, то ее обозначают как локальную. В регионарной работе участвуют от трети до двух третей всей мускулатуры тела. При активации еще большего количества мышечной массы работа определяется как общая. Практическое значение имеет классификация интенсивности мышечной работы в зависимости от расхода энергии, исходя из максимума аэробных возможностей обследуемого. Максимум аэробных возможностей наиболее полно характеризуется максимумом потребления кислорода - Vmax (аэробной мощности).
Согласно классификации, данной Soula et al. (1961), в тяжести работы различают5 категорий :
- очень тяжелая работа, при которой кислородный запрос превышает аэробную мощность организма и превращение энергии происходит в анаэробных условиях, максимальная продолжительность такой работы - несколько минут;
- работа на уровне 75-100% аэробной мощности индивидуума обозначается как максимальная, продолжительность непрерывной такой работы от 30 мин до 3 ч.;
- субмаксимальная работа соответствует 50-75% аэробной мощности индивидуума;
- интенсивная работа, при которой используется 25-50% аэробной мощности, сюда относится большинство разновидностей так называемого физического труда;
- при легкой работе расход энергии не превышает 25% аэробной мощности.
Практическое значение имеет классификация нагрузок , принятая в двигательном тестировании, мы будем ее придерживаться в дальнейшем изложении. По этой классификации максимальной считают нагрузку, соответствующую максимуму аэробной мощности (то есть на уровне V02max). Нагрузки меньшей мощности обозначаются как субмаксимальные. Для определения аэробной производительности в субмаксимальных тестах нагрузку обычно дают до 75% от аэробной мощности. Если нагрузка превышает границу, при которой потребление кислорода достигает максимальной величины, работу обозначают как супермаксимальную. Физические нагрузки проводят к изменениям основных показателей функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Знание закономерностей необходимо для суждения о функциональном состоянии организма.
Статическая работа.
Она характеризуется тем, что напряжение мышц развивается без изменения длины последних и без активного перемещения конечностей и всего тела.
При статическом усилии с точки зрения физики внешняя механическая работа отсутствует, однако в физиологическом смысле она характеризуется теми активными процессами, которые протекают в нервно - мышечном аппарате и центральной нервной системе, обеспечивая поддержание напряженного состояния мышц.
В ряде случаев и другие физиологические показатели (частота пульса, дыхание и др.) непосредственно
после статической работы увеличиваются. При длительном поддержании статического напряжения утомление мышц, сочетаясь с недостаточным кровоснабжением, может привести к развитию заболеваний мышечной и нервной систем.
Динамическая работа.
Это процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также тела человека или его частей в пространстве. Динамическая работа всегда в какой-то степени сочетается со статической.
Динамическая работа бывает: общая, региональная и локальная
. Общая мышечная работа
выполняется более чем двумя третями массы скелетной мускулатуры. Это работы, где полностью или в значительной степени отсутствует механизация. Такие виды работ характеризуются высокими энергетическими затратами, низкими интеллектуальными и эмоциональными напряжениями.
Динамика потребления О2 в процессе динамической (физической) работы приведена
на рис.
t, мин
В начале работы наблюдается постепенное возрастание потребления О 2 . Оно происходит до тех пор,
пока не будет исчерпана ёмкость кислородоснабжающих органов и не достигнут предельный уровень потребления О 2 данным индивидуумом, так называемый кислородный потолок
.
Если затраты энергии (потребление кислорода как показатель энергозатрат) не выше кислородного потолка, наступает равновесие между скоростью образования и удаления продуктов распада.
При более высоких энергозатратах образуется кислородный дефицит и в организме идут накопление недоокислившихся продуктов, загрязнение организма, приводящее к появлению усталости.
Доокисление в организме продуктов жизнедеятельности происходит после окончания работы - идёт погашение кислородного долга
.
Динамическая работа менее утомительна, благодаря чередованию процессов сокращения и расслабления мышц, имеются паузы, во время которых нервные центры не посылают импульсов к мышцам и отдыхают.
Региональная мышечная работа
выполняется мускулатурой плечевого пояса и рук. В ней участвуют от 1/3 до 2/3 массы
скелетной мускулатуры. Локальная мышечная работа
выполняется менее 1/3 скелетных мышц. В условиях современного производства выполняются в основном региональная или локальная мышечная работа, требующие точности, координированности и быстрых движений.
Статическая работа
ФИЗИЧЕСКИЙ ТРУД
Процесс сокращения мышц, необходимый для поддержания тела в пространстве, фиксации предметов в неподвижном состоянии.
При статическом усилии с точки зрения физики внешняя механическаяработа отсутствует.В физиологическом смысле она характеризуется теми активными процессами, которые протекают в нервно - мышечном аппарате ицентральной нервной системе, обеспечивая поддержание напряженного состояния мышц.
Статическая работа характеризуется быстрым утомлением, т.к. напряжение мышц длится непрерывно, без пауз, не допуская отдыха.При статической работе кровообращение в мышцах затруднено, что приводит к застою крови и накоплению неокисленных продуктов в организме в целом.
При статической работе наблюдается незначительное увеличение потребления кислорода, но после её прекращения потребление кислорода резко возрастает и усиливается кровоток (феномен Лингарда, рис. 11).
Что хорошо иллюстрирует поговорка:
- «он (она) дышит как загнанная лошадь»;
Загнанных лошадей пристреливают;
- «Боливар не выдержит двоих».
| t, мин |
Рисунок11- Потребление кислорода при статической работе
В ряде случаев и другие физиологические показатели (частота пульса, дыхание и др.) непосредственно после статической работы увеличиваются.
При длительном поддержании статического напряжения утомление мышц, сочетаясь с недостаточным кровоснабжением, может привести к развитию заболеваний мышечной и нервной, сердечно-сосудистой систем.
Описать график на экзамене.
Это процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также тела человека или его частей в пространстве. Энергия расходуется на поддержание напряжения в мышцах и механический эффект работы (е.g. перемещение).
ДР всегда в какой-то степени сочетается со статической.
Известно (аксиома физиологии труда):
[если мышца находится в «покое», в расслабленном состоянии, то способна провести ДРту с высокой амплитудой. В том случае, если мышца находится в состоянии постоянного мышечного напряжения (высокого мышечного тонуса), то ее способность к произвольному сокращению ослабевает вследствие гипотрофии преимущественно в фазных (быстрых) мышечных волокон. Поэтому значения амплитуды при такой работе будет снижены, чем при условиях нормальной работы.
При ДР энергия организма расходуется как на поддержание определенных двигательных напряжений в мышцах, так и на динамический эффект].
Динамическая работа бывает: общая, региональная и локальная.
Общая мышечная работа выполняется > 2/3 массы скелетной мускулатуры. Это работы, где полностью или в значительной степени отсутствует механизация. Такие виды работ характеризуются высокими энергетическими затратами, низкими интеллектуальными и эмоциональными напряжениями.
Динамика потребления О 2 в процессе динамической (физической) работы приведена на рис. 12.
| t, мин |
Рисунок 12 - Динамика потребления кислорода в процессе выполнения ДРты
В начале работы наблюдается постепенное возрастание потребления О 2 . Оно происходит до тех пор, пока не будет исчерпана ёмкость кислородоснабжающих органов и не достигнут предельный уровень потребления О 2 данным индивидуумом (кислородный потолок ).
Если затраты энергии (потребление кислорода как показатель энергозатрат) не выше кислородного потолка, наступает равновесие между скоростью образования и удаления продуктов распада.
При более высоких энергозатратах образуется кислородный дефицит и в организме идут накопление недоокислившихся продуктов, загрязнение организма, приводящее к появлению усталости.
Доокисление в организме продуктов жизнедеятельности происходит после окончания работы - идёт погашение кислородного долга.
Кислородный долг рассматривается как часть кислородного запроса. Кислородный запрос - это количество кислорода, израсходованного на протяжении работы и ближайшего восстановительного периода.
Динамическая работа менее утомительна, благодаря чередованию процессов сокращения и расслабления мышц, имеются паузы, во время которых нервные центры не посылают импульсов к мышцам и отдыхают.
Региональная мышечная работа выполняется в мускулатурой плечевого пояса и рук (верхних конечностей). В ней участвуют от 1/3 до 2/3 массы скелетной мускулатуры.
Локальная мышечная работа выполняется менее 1/3 скелетных мышц.
В условиях современного производства выполняются в основном региональная или локальная мышечная работа, требующие точности, координированности и быстрых движений.
При выполнении ДР активные мышцы скелета сокращаются и расслабляются ритмически. Поток крови увеличивается к мышцам для удовлетворения метаболических потребностей мышц. Увеличивается поток крови благодаря более быстрым сокращениям сердца, пульс учащается (повышается сердечная производительность).
Снижение потока крови к внутренним органам (почки, печень). Ритм сердца, давление крови…
Увеличивается линейно в зависимости от интенсивности работы вентиляция легких - более глубокая частота дыхания.
[ Цель активизации всей сердечно-дыхательной системы состоит в увеличении потребления кислорода для активации мышц] .
Уровень потребления О 2 , измеренный во время тяжелой мышечной работы свидетельствует об интенсивности работы. Максимальное потребление O 2 (Vo 2 max) указывает на максимальную производительность человека при аэробной работе.
[[Значение потребления О 2 может быть переведено в расход энергии:
1 л потребленного О 2 в мин = 5 ккал/мин = 21 кДж/мин]].
Количество О 2 служит критерием интенсивности выполняемой физической работы. Увел-ся объем мышечной вентиляции, изменение сердечнососудистой системы (увел-ся лин. объема – учащение серд., увеличение артериального давления), динамика сахарной кривой: гиполекимическая реакция.
При одной и той же производительности труда ДРа, в которой задействованы малые мышцы (e.g. ведро пальцами переносим на 1 м), вызывает более значительную сердечно-дыхательную реакцию (увел-ся давление крови), в кот задействовано мало кол-во мышц по сравнению с реакцией большого количества крупных мышц (потребление О 2 в нач. такой работы увелич-ся).
1) Почему на войне стаж службы идет из расчета: один год за три?
Постоянное нервное напряжение способствует увеличению сердцебиению, что приводит к изнашиванию организма. На войне страдает: правда, вежливость, сон.
2) Почему балерина и летчик идут на пенсию в 35 лет?
Данный факт объясняется повышенными физическими нагрузками на организм (e.g. летчик испытывает атмосферные перегрузки), вследствие которых происходит его ускоренное изнашивание.
3) Частота пульса и расход крови в экстремальных условиях?
В перегрузках, к примеру, пульс у летчика 200 уд/мин. Сердце перекачивает 40 л/мин крови (как будто то бежит от кого-то) => изнашивание организма.