Сравнение двух рентгенокинограмм позволяет предположить, что нижние головки больше- и малоберцовых костей также занимают разные положения при движении без нагрузки и под нагрузкой. Большеберцовая и малоберцовая кости значительно сближаются под нагрузкой под действиемшунтирующих мышц и создают прочную основу для работы мышц.
При педалировании голеностопный сустав сгибается и разгибается на амплитуде всего 40—45°, что меньше половины возможной амплитуды, а с увеличением скорости движения гонщика эта амплитуда еще больше уменьшается. На рентгенограмме видно, что голеностопный сустав способен двигаться на больших амплитудах.
Иные данные получены во время педалирования «танцовщицей». Разгибание и сгибание бедра происходят на большой амплитуде, достигающей примерно 90°. Голень при разгибании и сгибании работает на амплитуде близкой к 100°. Голеностопный сустав тоже разгибается и сгибается на большой амплитуде, доходящей до 50°.
Кости ноги соединены между собой подвижно в суставах и представляют собой с точки зрения механики рычаги. Кости служат для передачи действия силы мышц от педали через цепь на заднее колесо велосипеда.
«Однако, — как указывает Н. А. Бернштейн, — между мышечным напряжением и результирующим движением нет и не может быть однозначной зависимости, а имеет место принципиальная неопределенность». Здесь видно различие между механикой живого организма и механикой искусственных конструкций.
К кости, как к жесткому основанию, приложено множество сил, которые можно разложить на две группы. Каждая группа сил действует на рычаг, стремясь повернуть его в противоположном направлении. Каждую группу сил можно свести к одной равнодействующей; например, одна из них представляет силу тяги мышц, другая — силу сопротивления ей, заключающуюся в силе трения, силе тяжести.
Если действия силы в данном случае мышц и силы сопротивления равны друг другу, то ни одна группа их не преодолеет и часть тела (как рычаг) останется в равновесии. Следовательно, для равновесия кости как рычага необходимо, чтобы момент силы мышцы, т. е. ее вращающая способность, был равен моменту силы сопротивления. Для начала движения части тела необходимо, чтобы одни из моментов был больше другого. Если момент одной из сил больше, то в сторону ее действия и двигается рычаг.
Во время педалирования на велосипеде при динамической работе кости ноги представляют собой рычаги второго рода. Силы, приложенные к ним, направлены в разные стороны, а сустав (точка опоры) расположен по одну сторону от точек приложения сил.
Очень часто силы мышц и сопротивлений приложены к кости под разными углами. Плечо силы, т.е. кратчайшее расстояние от оси вращения до направления силы, наибольшее, если угол приложения ее равен 90°. Тогда плечо силы и плечо рычага совпадают: они равны расстоянию от оси сустава до точки приложения силы, т.е. до места прикрепления мышцы. В случае приложения силы под острым или тупым углом плечо силы меньше, чем плечи рычага, значит, и момент силы уменьшился, если сама сила не изменилась.
