Сила, развиваемая мышцей, является функцией многих независимых переменных, которые регулируются нервной системой отдельно, независимо друг от друга. Если бы сила мышцы определялась только одной независимой переменной величиной, то никакой произвольный набор суставных углов был бы невозможен. Мышца, активность которой регулируется нервной системой, подобна «управляемой пружине».
Мышцы могут сокращаться достаточно сильно, в некоторых случаях достигать почти трети и далее половины длины всей мышцы. Однако особенности скелета не позволяют использовать эту возможность сокращения. Мышца, находясь даже в покое, в совершенно расслабленном состоянии, имеет некоторое напряжение, так как несколько растянута, что является ведущим при определении ее тонуса.
Как уже указывалось, в ногах имеются мышцы односуставные, проходящие через один сустав, и многосуставные, которые проходят через несколько суставов. Многосуставные мышцы способны тормозить движение в суставах, через которые они проходят, значительно сильнее, чем односуставные.
Так, например, амплитуда движения в тазобедренном суставе при сгибании и разгибании бедра зависит от положения голени относительно бедра. Если при сгибании бедра голень согнута, то поднимание бедра можно совершить выше, чем в то время, когда голень находится в разогнутом положении. Объясняется это тем, что мышцы задней поверхности бедра, идущие от таза на голень, при сгибании голени не противодействуют сгибанию бедра. Если же голень разогнута, то эти мышцы натягиваются и длина их меньше, чем у односуставных мышц, и это тормозит движение.
По мере сгибания в коленном суставе сухожилия мышц, идущих сзади от таза на голень, несколько отходят назад от сустава. Плечо силы этих мышц при сгибании голени до прямого угла увеличивается, а затем начинает уменьшаться. Увеличению плеча силы мышц а следовательно, увеличению их момента вращения (произведение силы мышцы на плечо этой силы) способствуют костные выступы, бугорки, гребни, к которым прикрепляются мышцы. Такую же роль выполняет надколенная чашка, являющаяся крупной сесамовидной косточкой, которая увеличивает плечо силы четырехглавой мышцы бедра при разгибании голени в коленном суставе.
Мышцы ног во время педалирования в небольшом темпе, сокращаясь при нажиме на педаль, дающую некоторую опору стопе, производят не всегда работу, характерную для их основной работы. Например, мышцы задней поверхности голени в начале нажима (а у некоторых гонщиков даже после прохождения шатуном горизонтали) разгибают не стопу, а коленный сустав. Такая дополнительная работа мышц голени возможна только в том случае, если гонщик после прохождения педалью верхней части окружности не сразу опускает пятку, а удерживает стопу мышцами передней поверхности голени. Тогда мышцы бедра вместе с мышцами задней поверхности голени могут полностью использовать всю их силу давления на педаль.
Заслуженный деятель науки РСФСР, профессор М. Ф. Иваницкий указывал, что существует некоторое изменение привычного представления работы мышц при фиксированном тазе и стопы. Двухсуставные мышцы задней поверхности бедра обычно сгибают голень в коленном суставе и разгибают бедро в тазобедренном, в то время как при фиксации стопы и таза эти мышцы сгибают бедро в коленном суставе по отношению к голени, а при фиксированном бедре и голени разгибают таз в тазобедренном суставе.
