在物理學裡,把一個物體在力的作用下移動,稱做該力對物體作了功,其值等於力和物體沿力方向移動距離的乘積。可用下列公式表示:
W為所做的功,F為作用力,S為位移,θ為二者之間的夾角。肌肉在作非等長收縮時,可以做功,在作等長收縮時,物體沒有產生位移,因而沒有做功。
肌肉做功時克服的阻力,包括肌肉的內阻力和外阻力。因此,肌肉做功相應分為內功和外功。肌肉克服外阻力,如舉起重物,做了外功,此時肌肉收縮的能量被轉移為重物的位能,如肌肉做功是使身體運動,則轉變為身體運動的動能。通常所講的肌肉做功,主要是指肌肉作的外功,即機械功。肌肉機械功的大小取決於肌肉收縮時產生的張力和肌肉長度變化,後者是影響肌肉做功中的距離因素。
肌肉張力的大小由肌肉收縮時的力學、解剖學和生理學等條件所決定。負荷是肌肉產生張力的基本力學條件,沒有負荷,肌肉不可能產生張力。負荷可以是重量,也可以是它的慣性力或其它的力。肌肉工作時,隨著負荷的增大,肌肉收縮產生的張力也增大。影響肌肉張力的解剖學因素,主要是肌肉的生理橫斷面的大小。肌肉生理橫斷面是肌肉所有肌纖維橫斷面積的總和,在其它條件相同下,肌肉生理橫斷面愈大,包含的肌纖維也愈多,它所產生的張力也愈大。肌肉張力與生理橫斷面的關係可以用絕對力量、比肌力和生理橫面三者的關係來表示。一塊肌肉在對抗它所能勉強移動的負荷下收縮,所產生的最大張力為絕對力量,肌肉每平方厘米生理橫斷面所發揮的最大力量,稱比肌力,比肌力等於肌肉的絕對力量與生理橫斷面積的比值。據測定,人體肌肉的比肌力約4~10 ,很顯然,生理橫斷面積越大,肌肉的力量也越大。決定肌肉張力的生理條件可歸結為神經肌肉興奮和疲勞的程度,即神經系統的機能狀態。大強度力量訓練能提高肌肉的力量,在很大程度上是因為改善了神經系統對肌肉工作的調節能力。日本生理學家曾報導,有訓練的優秀運動員在最大用力時,神經系統可以動員90%肌纖維參加工作,而常人最大用力時只能動員60%的肌纖維參與工作。
肌肉的長度決定肌肉工作時能縮短的最大距離。構成肌纖維的基本功能單位是肌小節,每塊肌肉中肌小節的長度相對是一樣的,而肌肉長度大,表明串聯著的肌小節數量多,肌肉收縮時,縮短的程度就大。有報導,肌纖維平行排列的肌肉,在其它條件相同時,其機械功的大小與肌肉長度成正相關,即肌肉越長,縮短的距離越大,肌肉做功能力就越大。但這種情況只適用於不太長肌肉。由於肌肉不太長,因而,分布於肌肉全長的肌纖維幾乎能夠在同時發生興奮。在肌纖維很長的多關節肌肉中,如縫匠肌,肌肉的機械功與其長度之間,並不完全成正比關係。這是因為,興奮與收縮總是發生在肌肉的某些部位,而未興奮部位由於被拉長而減少肌肉收縮能力,故做功能力遠趕不上肌肉長度的增加。在羽狀肌中,肌肉的機械功取決於最大肌束的長度,以及最大肌束與中央腱所成的角度。