Od čega zavisi ljudska efikasnost? Ljudske konjske snage. Riba traži gde je dublje...

Poređenje povećanja utroška energije s povećanjem težine rada pokazuje da je količina potrošene energije minus bazalni metabolizam uvijek veća od “korisne” energije koju izvodi osoba. mehanički rad. Razlog ovog odstupanja leži prvenstveno u činjenici da se pri pretvaranju hemijske energije hranljive materije Tokom rada, značajan dio energije se gubi u obliku topline, a da se ne pretvara u mehaničku energiju. Dio energije se troši na održavanje statičkih napona, koji se samo djelimično uzimaju u obzir pri proračunu savršen od strane čoveka mehanički rad. Svaki ljudski pokret zahtijeva i statički i dinamički stres, a omjer oba je različit za različite poslove. Dakle, podizanje tereta sa visine od 1 m na visinu od 1,5 m sa ispravljenim trupom zahteva manje energije nego za podizanje istog tereta sa visine od 0,5 m na visinu od 1 m sa nagnutim položajem trupa, jer održavanje potonjeg u nagnutom stanju zahtijeva značajniju statičku napetost mišića leđa.

Određeni dio energije proizveden tokom hemijske reakcije, troši se na savladavanje otpora kretanju antagonističkih mišića i elastičnih tkiva u zglobovima istegnutim tokom kretanja, na savladavanje viskoznog otpora na deformaciju mišića i na savladavanje inercije pokretnih dijelova tijela pri promjeni smjera kretanja. Odnos količine mehaničkog rada koji izvrši osoba, izraženog u kalorijama, prema količini utrošene energije, takođe u kalorijama, naziva se faktor energetske efikasnosti.

Veličina efikasnosti zavisi od načina rada, njegovog tempa i stanja treninga i umora osobe. Ponekad se vrijednost efikasnosti koristi za procjenu kvaliteta radnih tehnika. Tako je pri proučavanju kretanja metalne turpije ustanovljeno da se na svaki kilogram-sila-metar rada troši 0,023 kcal, što odgovara koeficijentu efikasnosti 1/ = 10,2
Ova relativno niska efikasnost se objašnjava značajnim statičkim radom tokom turpijanja, koji zahteva napetost mišića trupa i nogu da bi se održao radni stav. Za druge vrste radova, efikasnost može biti veća ili manja od vrijednosti pronađene za turpijanje metala. Ispod su vrijednosti efikasnosti za neke poslove:
Dizanje utega................................8.4
Rad sa fajlovima................................10.2
Rad sa vertikalnom polugom (guranje) 14.0
Rotacija ručke.................20.0
Biciklizam.................................30.0
Najveća vrijednost koju efikasnost može dostići ljudsko tijelo,- trideset%. Ova vrijednost se postiže izvođenjem dobro ovladanog, uobičajenog rada koji uključuje mišiće nogu i trupa.

Vrijednost efikasnosti rada u nekim slučajevima omogućava uspostavljanje racionalnijih uslova za obavljanje fizičkog rada, posebno određivanje optimalne brzine (tempa), opterećenja i produktivnosti rada. Uglavnom je iznos utroška energije po jedinici proizvodnje najmanji, a njegova inverzna vrijednost faktora efikasnosti najveća je pri prosječnim stupnjevima brzine i opterećenja u sredini radnog perioda, ako se nastavi do zamora.

Promena faktora efikasnosti u pojedinačnim slučajevima, posebno kada se uporedi homogeni rad koji se razlikuje samo po načinu izvođenja, može poslužiti kao jedan od kriterijuma za procenu racionalnosti pojedinih aspekata rada. Međutim, ovaj kriterijum za radnu osobu ni na koji način nema odlučujući i univerzalni značaj koji ima u proceni performansi mašine. Dok je u parna mašina samo vanjski mehanički rad je glavni blagotvorni učinak energetskih transformacija, a ostatak energije izvučen iz goriva s pravom se smatra beskorisno izgubljenim; onaj dio potrošene energije koji ne ide na vanjski mehanički rad, već na povećanje vitalne aktivnosti ćelije tokom rada i na obnavljanju privremeno smanjenih performansi.

Precizniji i univerzalniji kriterij za fiziološku procjenu racionalnosti specifičnih tehnika rada i pojedinačnih pokreta je trajanje održavanja. visoki nivo performanse, koje se manifestuje u povećanju produktivnosti rada i u takvoj adaptaciji fizioloških funkcija koja dovodi do dalji razvoj fizičke i duhovne sposobnosti osobe.

Samara Državni univerzitet Putevi komunikacije

Sažetak na temu:

“Potrošnja energije tokom fizičke aktivnosti različitog intenziteta”

Vypolinla: Kalašnjikova V.S.

Grupa D-12

Provjerio: Belenkaya O.N.

Samara, 2011

1. Učešće na takmičenjima tokom samostalnog studiranja.
2. higijena hrane, režim pijenja, njega kože.
3. Higijenski zahtjevi pri izvođenju nastave: mjesta nastave, odjeća, obuća.
4. Samokontrola efikasnosti nezavisnih studija. Prevencija povreda.

Što je veći rad mišića, veća je potrošnja energije. Pa, to je tačno prema zakonu održanja energije: ako energija negdje nestane, onda će sigurno stići u obliku ili iste ili druge energije. U laboratorijskim uslovima, u eksperimentima sa radom na biciklističkom meraču energije, sa precizno definisanim otporom na rotaciju pedala, ustanovljena je direktna (linearna) zavisnost potrošnje energije od snage rada, zabeležena u kilogramima ili vatima. Istovremeno, otkriveno je da se sva energija koju čovjek troši prilikom obavljanja mehaničkog rada ne koristi direktno za ovaj rad, jer se većina energije gubi u obliku topline.

Poznato je da se odnos korisno utrošene energije na rad i ukupne utrošene energije naziva faktor efikasnosti (faktor efikasnosti). Vjeruje se da najveća efikasnost osobe tokom njegovog uobičajenog rada ne prelazi 0,30-0,35. Shodno tome, uz najekonomičniju potrošnju energije tokom rada, ukupni utrošak energije tijela je najmanje 3 puta veći od troškova obavljanja posla. Češće je efikasnost 0,20 - 0,25, jer neobučena osoba troši više energije na isti posao nego obučena osoba. Tako je eksperimentalno utvrđeno da pri istoj brzini kretanja razlika u potrošnji energije između treniranog sportiste i netreniranog (početnika) može doseći 25-30%. Opšti pregled o potrošnji energije (u Kcal) tokom prolaska različite udaljenosti dajte sljedeće brojke, koje je utvrdio poznati sportski fiziolog V.S. Farfel:

Tabela 1.

Atletika trčanje.

Klizanje na ledu

Plivanje

Skijaška utrka

Biciklističke utrke

Zone snage u sportskim vježbama.

Sa fokusom na snagu i potrošnju energije, uspostavljene su sljedeće relativne zone snage ciklični tipovi sport:

1. Maksimalni nivo snage.

U ovoj zoni, vrijeme rada doseže samo 20 do 25 sekundi. Ova kategorija uključuje sportove kao što su: trčanje na 100 i 200 metara; Plivanje 50 metara; Biciklistička utrka na 200 metara u pokretu, u kojoj se ove fizičke vježbe izvode s rekordnim učinkom.

2. Submaksimalni nivo snage.

Ovaj stupanj je nešto niži od maksimalnog, pa stoga trajanje rada pri takvim opterećenjima može biti od 25 sekundi do 3-5 minuta. Ovo uključuje: trčanje na 400, 800, 100, 1500 metara; plivanje 100, 200, 400 metara; klizanje 500, 1500, 300 metara; kao i biciklističke utrke na 300, 1000, 2000, 3000, 4000 metara.

3. Visok stepen snage.

Vrijeme rada se kreće od 3-5 minuta do 30 minuta. Ovaj stepen odgovara: trčanju na 2, 3, 5, 10 kilometara; plivanje 800, 1500 metara; klizanje 5, 10 kilometara; biciklističke utrke od 100 kilometara ili više.

3. Umjereni stepen snage.

Vrijeme rada doseže čak i preko 30 minuta! Fizičke vežbe koje odgovaraju ovom stepenu snage su: trčanje 15 kilometara ili više; trkaće hodanje 10 kilometara ili više; skijanje na 10 kilometara ili više, kao i biciklističke utrke na 100 kilometara ili više. Ovo jasno pokazuje obrazac: što je veće opterećenje, to je veći stepen snage utrošene na izvršavanje podataka fizičke vežbe, što manje u trajanju (minute, sekunde) i količini (na primjer u metrima) sportista može raditi na datom nivou opterećenja. I zaista. Kako kažu, što sporije ideš, dalje ćeš ići. Na primjer, ako atletičar trči kilometre i može zadržati tempo jako dugo, na sprinterskim distancama trči samo stotine metara i to u kraćim vremenskim razdobljima. Ili, na primjer, ako dizač tegova može držati laganu težinu nekoliko minuta/desetak minuta, onda se teška opterećenja mogu držati doslovno 2-5 sekundi. Dakle, ove četiri zone relativne moći podrazumijevaju podelu skupa razne udaljenosti u četiri grupe: kratke, srednje, dugačke, ekstra dugačke. Dakle, koja je suština podjele fizičkih vježbi na zone relativne snage i kako je to povezano sa potrošnjom energije tokom fizička aktivnost različitih intenziteta? Prvo, snaga rada direktno zavisi od njegovog intenziteta, kao što je gore pomenuto. Drugo, oslobađanje i potrošnja energije za prevladavanje udaljenosti uključenih u različite zone snage značajno se razlikuju fiziološke karakteristike, koji su prikazani u tabeli 2.

Tabela 2.

Relativna zona radne snage

Sada pređimo na detaljnije ispitivanje podataka prikazanih u tabeli.

Zona maksimalne snage: unutar ove zone može se obavljati posao koji zahtijeva izuzetno brze pokrete. Nijedan drugi rad ne oslobađa toliko energije kao rad na maksimalnoj snazi. Opskrba kisikom u jedinici vremena je najveća, a potrošnja kisika u tijelu je neznatna. Rad mišića se ostvaruje gotovo u potpunosti zahvaljujući razgradnji tvari bez kisika (anaerobno). Gotovo cjelokupna potreba organizma za kiseonikom je zadovoljena nakon rada, tj. potražnja tokom rada je skoro jednaka dugu kiseonika. Disanje je beznačajno: tokom tih 10-20 sekundi tokom kojih se radi, sportista ili ne diše ili nekoliko puta kratko udahne. Ali nakon završetka, njegovo disanje se nastavlja još dugo, a u ovom trenutku se gasi dug kiseonika. Zbog kratkog trajanja rada, cirkulacija nema vremena za povećanje, ali se broj otkucaja srca značajno povećava pred kraj rada. Međutim, minutni volumen krvi se ne povećava mnogo, jer sistolički volumen srca nema vremena za povećanje. Zona submaksimalne snage: u mišićima se ne odvijaju samo anaerobni procesi, već i procesi aerobne oksidacije, čiji se udio povećava pred kraj rada zbog postepenog povećanja cirkulacije krvi. Intenzitet disanja se takođe povećava sve vreme do samog kraja rada. Procesi aerobne oksidacije, iako se povećavaju tokom rada, ipak zaostaju za procesima raspadanja bez kiseonika. Dug za kiseonik stalno napreduje. Dug kiseonika na kraju rada je veći nego pri maksimalnoj snazi. U krvi se dešavaju velike hemijske promene. Do kraja rada u zoni submaksimalne snage naglo se povećava disanje i cirkulacija krvi, javlja se veliki dug kisika i izraženi pomaci u kiselinsko-baznoj i vodeno-solnoj ravnoteži krvi. To može uzrokovati povećanje temperature krvi za 1 - 2 stepena, što može uticati na stanje nervnih centara. Zona velike snage: intenzitet disanja i cirkulacije krvi već u prvim minutama rada raste na vrlo visok nivo. velike količine, koji se čuvaju do kraja rada. Mogućnosti aerobne oksidacije su veće, ali i dalje zaostaju za anaerobnim procesima. Relativno visok nivo potrošnje kiseonika donekle zaostaje za tjelesnom potrebom za kisikom, tako da i dalje dolazi do nakupljanja duga za kisik. Do kraja rada to će biti značajno. Značajne su i promjene u hemiji krvi i urina. Zona umerene snage: to su već ultra-velike udaljenosti. Rad umjerene snage karakterizira stabilno stanje, koje je povezano s pojačanim disanjem i cirkulacijom krvi srazmjerno intenzitetu rada i izostankom nakupljanja anaerobnih produkata raspadanja. Prilikom dugotrajnog rada dolazi do značajne ukupne potrošnje energije, što smanjuje tjelesne resurse ugljikohidrata. Dakle, kao rezultat ponovljenih opterećenja određene snage tokom treninga, tijelo se prilagođava na odgovarajući rad zbog poboljšanja fizioloških i biohemijski procesi, karakteristike funkcionisanja tjelesnih sistema. Povećava se efikasnost pri obavljanju posla određene snage, povećava se kondicija, povećavaju se sportski rezultati.

Stranica
4

· otpornost na stresne situacije trening i takmičarske aktivnosti;

kinestetička i vizualna percepcija motoričkih radnji i okruženje;

· sposobnost mentalne regulacije pokreta, osiguravajući efikasnu koordinaciju mišića;

· sposobnost percipiranja, organizovanja i „obrade informacija pod vremenskim pritiskom;

sposobnost formiranja naprednih reakcija i programa u moždanim strukturama koji prethode stvarnoj akciji.

Intenzitet fizičke aktivnosti

Utjecaj fizičke vježbe na osobu povezan je s opterećenjem njegovog tijela, što uzrokuje aktivnu reakciju funkcionalnih sistema. Za određivanje stepena napetosti ovih sistema pod opterećenjem koriste se indikatori intenziteta koji karakteriziraju reakciju tijela na obavljeni rad. Postoji mnogo takvih indikatora: promjene u vremenu motoričke reakcije, brzini disanja, minutnom volumenu potrošnje kisika itd. U međuvremenu, najprikladniji i najinformativniji pokazatelj intenziteta opterećenja, posebno u cikličnim sportovima, je otkucaj srca (HR). Pojedinačne zone intenziteta opterećenja određuju se s fokusom na broj otkucaja srca. Fiziolozi definišu četiri zone intenziteta opterećenja na osnovu otkucaja srca: O, I, II, III. Na sl. Na slici 5.12 prikazane su zone intenziteta opterećenja pri ujednačenom mišićnom radu.

Podjela opterećenja na zone zasniva se ne samo na promjenama srčanog ritma, već i na razlikama u fiziološkim i biohemijskim procesima pod opterećenjem različitog intenziteta.

Nultu zonu karakteriše aerobni proces transformacije energije pri otkucaju srca do 130 otkucaja u minuti za ljude studentskog uzrasta. Sa takvim intenzitetom opterećenja nema duga za kiseonik, pa se efekat treninga može detektovati samo kod loše pripremljenih sportista. Nulta zona se može koristiti za zagrijavanje u pripremi tijela za opterećenje većeg intenziteta, za oporavak (ponovljenim ili intervalnim metodama treninga) ili za aktivan odmor. Značajno povećanje potrošnje kiseonika, a samim tim i odgovarajućeg efekta treninga na organizam, javlja se ne u ovoj, već u prvoj zoni, tipično za trening izdržljivosti kod početnika.

Prva zona treninga intenziteta opterećenja (od 130 do 150 otkucaja/min) najtipičnija je za sportiste početnike, jer se povećanje postignuća i potrošnje kisika (sa aerobnim procesom njegovog metabolizma u tijelu) javlja počevši od jednakog broja otkucaja srca. do 130 otkucaja/min. U tom smislu, ova prekretnica se naziva pragom spremnosti.

Prilikom razvoja opće izdržljivosti, treniranog sportaša karakterizira prirodan „ulazak“ u drugu zonu intenziteta opterećenja. U drugoj trenažnoj zoni (od 150 do 180 otkucaja/min) aktiviraju se anaerobni mehanizmi snabdijevanja energijom mišićna aktivnost. Smatra se da je 150 otkucaja/min prag anaerobnog metabolizma (TANO). Međutim, kod slabo obučenih sportista i sportista sa niskom atletskom kondicijom, PANO se može javiti pri otkucajima srca od 130-140 otkucaja/min, dok se kod dobro treniranih sportista PANO može „pomeriti“ do granice od 160-165 otkucaja. /min.

U trećoj zoni treninga (više od 180 otkucaja/min), anaerobni mehanizmi snabdijevanja energijom su poboljšani u pozadini značajnog duga kisika. Ovdje brzina pulsa prestaje biti informativni pokazatelj doziranja opterećenja, ali pokazatelji biokemijskih reakcija krvi i njenog sastava, posebno količine mliječne kiseline, dobivaju na težini. Vrijeme mirovanja srčanog mišića smanjuje se pri kontrakciji većoj od 180 otkucaja/min, što dovodi do pada njegove kontraktilne sile (u mirovanju 0,25 s - kontrakcija, 0,75 s - mirovanje; pri 180 otkucaja u minuti - 0,22 s - kontrakcija, 0,08 s - odmor), dug kisika naglo raste.

Tijelo se prilagođava na rad visokog intenziteta tokom ponovljenog treninga. Ali najviše velike vrijednosti maksimalni dug kiseonika se postiže samo pod uslovima konkurencije. Stoga se za postizanje visokog stepena intenziteta trenažnog opterećenja koriste metode intenzivnih takmičarskih situacija.

Potrošnja energije tokom fizičke aktivnosti

Što je veći rad mišića, veća je potrošnja energije. Odnos korisno utrošene energije na rad i ukupne utrošene energije naziva se koeficijent učinka (efikasnost). Vjeruje se da najveća efikasnost osobe tokom njegovog uobičajenog rada ne prelazi 0,30-0,35. Shodno tome, uz najekonomičniju potrošnju energije tokom rada, ukupni utrošak energije tijela je najmanje 3 puta veći od troškova obavljanja posla. Češće je efikasnost 0,20-0,25, jer neobučena osoba troši više energije na isti posao nego obučena osoba. Tako je eksperimentalno utvrđeno da pri istoj brzini kretanja razlika u potrošnji energije između treniranog sportiste i početnika može doseći 25-30%

Opću predstavu o potrošnji energije (u kcal) na različitim udaljenostima daju sljedeće brojke, koje je odredio poznati sportski fiziolog B.C. Farfel.

Atletika trčanje, m Plivanje, m

100 – 18 100 – 50

200 – 25 200 – 80

400 – 40 400 – 150

800 – 60 Skijaško trčanje, km

1500 – 100 10 – 550

3000 – 210 30 – 1800

5000 – 310 50 – 3600

10000 – 590 Biciklistička utrka, km

42195 – 2300 1 – 55

Klizanje, m 10 – 300

500 – 35 20 – 500

1500 – 65 50 – 1100

5000 – 200 100 – 2300

G.V. Barchukova i S.D. Sprakh uspoređuje energetsku "trošak" različitih manifestacija sportske i svakodnevne respiratorne aktivnosti (izračunate u kcal/min).

Motorna aktivnost kcal/min

Skije 10.0-20.0

Kros trčanje 10.6

Fudbal. 8.8

Tenis 7.2-10.0

Stoni tenis 6.6-10.0

Plivanje (prsno). . 5.0-11.0

Odbojka. 4.5-10.0

gimnastika. 2.5-6.5

Moderni plesovi 4.7-6.6

Vožnja automobila. 3.4-10.0

Pranje prozora 3.0-3.7

Košenje trave 1,0-7,5

Oblačenje i svlačenje……….2.3-4.0,

Sa fokusom na snagu i potrošnju energije, uspostavljene su relativne zone snage u cikličkim sportovima

Povećava se stvaranje toplote. Deo energije koja se oslobađa tokom hemijskih procesa, a da se ne pretvara u energiju direktno ide u mišićne kontrakcije. Ostatak većine energije iz hemijskih procesa pretvara se u toplotu, tako da mišići oslobađaju toplotu kada se kontrahuju.

Faktor efikasnosti (efikasnost) je odnos energije utrošene na rad mišića i ukupne energije proizvedene u mišićima tokom rada. Efikasnost ljudskih mišića kreće se u prosjeku od 15 do 25%, efikasnost mišića nogu - od 20 do 35%, a efikasnost ruku - od 5 do 15%.

Treningom se kod ljudi povećava na 25-30%, pa čak i do 35%, a kod životinja - do 50%.

Anaerobna i aerobna faza biohemijskih procesa odgovaraju dvema fazama stvaranja toplote: početnoj i povratnoj, ili odloženom.

Početna faza uzrokovana je biohemijskim anaerobnim procesima koji dovode do kontrakcije mišića. Sa jednom mišićnom kontrakcijom, 65-70% toplote se javlja tokom perioda kontrakcije i 30-35% tokom perioda opuštanja (odloženo anaerobno stvaranje toplote). Ne veliki broj toplota se oslobađa tokom ekscitacije koja prethodi kontrakciji). Kod kratkotrajnog tetanusa, odloženo stvaranje toplote čini 20% ukupne toplote. U aerobnim uslovima, u atmosferi kiseonika, u početnoj fazi stvara se ista količina toplote kao i bez kiseonika, a početna anaerobna faza čini 40% ukupne toplote koju mišić stvara u prisustvu kiseonika. .

Budući da pasivno skraćivanje i lagano istezanje mišića stvaraju toplinu, dio topline u početnoj fazi ovisi o promjenama elastičnosti mišića.

Faza redukcije stvaranja topline uzrokovana je uglavnom oksidativnim procesima. Samo 25% toplote dolazi od odloženog anaerobnog stvaranja toplote. Ukupno, 60% topline koju mišić stvara u prisustvu kisika formira se u ovoj fazi. Tokom ove faze, dio mliječne kiseline se oksidira, a ostatak se vraća u glikogen. IN normalnim uslovima mišićna aktivnost, razgradnja supstanci bez kisika i bez kisika i njihova resinteza se odvijaju istovremeno. Stoga, uz normalnu cirkulaciju krvi, produženi rad niskog intenziteta relativno dugo vremena nije praćen primjetnim smanjenjem sadržaja šećera i nakupljanjem mliječne kiseline u njemu.

Auksotonična kontrakcija proizvodi 40% više topline od izometrijske kontrakcije. Što je veća napetost mišića tokom izometrijske kontrakcije, to je veće stvaranje toplote. Tokom izotonične kontrakcije bez opterećenja dolazi do vrlo malog stvaranja topline. Manja je nego kod izometrijske kontrakcije. Ali ako se mišić kontrahira pod opterećenjem, onda je stvaranje topline veće, češki: što je veća masa tereta.

Ukupna proizvodnja topline u obje faze je 1,5 puta veća od početne za pojedinačne kontrakcije, a 2,5 puta za tetanične kontrakcije. Posljedično, dok početna faza ostaje nepromijenjena, faza oporavka se povećava. Ovo ukazuje na ekonomičniju upotrebu supstanci i energije tokom tetanusa.