В процессе выполнения силовых движений на тренажерных устройствах действие внешней силы, отягощающей двигательное действие, в значительных пределах меняется в зависимости от фазы движения. Это обязательно должно учитываться при планировании и проведении лечебного сеанса. Внешняя сила, действующая на сустав, имеет две важные в данном случае составляющие — тангенциальную и нормальную. Первая из них связана с вращательным движением в суставе и обусловливает то внешнее сопротивление, которое занимающийся должен преодолеть напряжением мышц. Величина этого сопротивления определяется моментом внешней силы, и она все время меняется по ходу вращения сустава вокруг его оси. Вторая составляющая действует вдоль сустава. Она также пофазно меняется как по величине, так и по направлению. Наиболее характерным в этом отношении является пример тренажеров, передающих нагрузку на звено занимающегося непосредственно с троса.
Так, в самом начале тяги плечо, на которое действует внешняя сила, может быть минимальным или (если тяга направлена вдоль сустава) равным нулю, поэтому внешняя сила полностью тратится на растяжение сустава вдоль его длины и передается на суставную сумку, но при этом практически не оказывает сопротивления мышечному сокращению. В дальнейшем, по мере вращения звена, плечо внешней силы нарастает, и требуются все большие усилия, чтобы преодолеть ее напряжением мышц. Максимум этих усилий приходится на момент, когда вращающееся звено расположено перпендикулярно к направлению внешней тяги (линии троса). Сразу после этого вращающее воздействие меняется на сжимающее, а степень необходимого сопротивления внешней тяге убывает. В тренажерах, где внешнее сопротивление передается на сустав непосредственно с рычага снаряда, оно может оставаться постоянным в течение всего рабочего хода. Все эти моменты и особенности их проявления в работе на тренажерах могут быть важными в конкретных случаях подбора упражнений для занимающегося.
Работа на тренажерах обеспечивает возможность наиболее гармоничного и естественного развития мышечного аппарата, но требует четкого плана тренировок и задания правильной техники движений.
При упражнениях на тренажерах работа носит возвратно-циклический, реверсивный характер. При этом мышечный аппарат действует в переменных режимах. В биомеханике различают по меньшей мере 6 характерных режимов работы скелетной мускулатуры, которые зависят от соотношения степени возбуждения и изменения рабочей длины мышцы. Это:
При возвратно-циклической работе (без промежуточных пауз) первые четыре режима (в указанной последовательности) образуют естественный цикл, при котором мышцы работают наилучшим образом — с предварительным натяжением. В этом случае (при прочих равных условиях) наибольшие усилия могут быть развиты при останавливающем режиме работы, несколько меньшие — при изометрическом, наименьшие — при преодолевающем режиме. Соответственно изменяется и трудность действия (в том числе субъективная).