인간의 효율성은 무엇에 달려 있습니까? 인간의 마력. 물고기는 더 깊은 곳을 찾고 있습니다.

작업 강도가 높아짐에 따라 에너지 소비 증가를 비교하면 소비된 에너지에서 기초 대사를 뺀 양이 사람이 수행하는 "유용한" 에너지보다 항상 크다는 것을 알 수 있습니다. 기계적인 작업. 이러한 불일치의 이유는 주로 화학 에너지를 변환할 때 영양소작업 중에는 에너지의 상당 부분이 기계적 에너지로 전환되지 않고 열의 형태로 손실됩니다. 에너지의 일부는 정전압을 유지하는 데 소비되며 이는 계산 시 부분적으로만 고려됩니다. 남자한테는 완벽해기계적인 작업. 모든 인간의 움직임에는 정적 및 동적 스트레스가 모두 필요하며 두 가지의 비율은 직업에 따라 다릅니다. 따라서 몸통을 곧게 펴고 1m 높이에서 1.5m 높이로 하중을 들어 올리는 것은 몸통을 기울인 상태에서 0.5m 높이에서 1m 높이로 동일한 하중을 들어 올리는 것보다 에너지가 덜 필요합니다. 후자를 기울어진 상태로 유지하려면 등 근육의 더 큰 정적 긴장이 필요합니다.

동안 생성된 에너지의 특정 부분 화학 반응, 운동 중에 늘어나는 관절의 길항근과 탄성 조직의 운동에 대한 저항을 극복하고, 근육 변형에 대한 점성 저항을 극복하고, 운동 방향을 변경할 때 신체 움직이는 부분의 관성을 극복하는 데 소비됩니다. 사람이 수행하는 기계적 작업량(칼로리로 표시)과 에너지 소비량(칼로리로 표시)의 비율을 에너지 효율 계수라고 합니다.

효율성의 크기는 작업 방법, 속도, 훈련 상태 및 개인의 피로에 따라 달라집니다. 때때로 효율성 값은 작업 기술의 품질을 평가하는 데 사용됩니다. 따라서 금속 파일링의 움직임을 연구할 때 매 킬로그램 힘 미터 작업에 대해 0.023 kcal이 소비되는 것으로 나타났습니다. 이는 효율성 계수 1/ = 10.2에 해당합니다.
상대적으로 낮은 효율성은 작업 자세를 유지하기 위해 몸통과 다리 근육의 긴장이 필요한 파일링 중 상당한 정적 작업으로 설명됩니다. 다른 유형의 작업의 경우 효율성은 금속 파일링에서 발견된 값보다 높거나 낮을 수 있습니다. 다음은 일부 작업의 효율성 값입니다.
역도...........................8.4
파일 작업...........................10.2
수직 레버로 작업하기(밀기) 14.0
핸들 회전............20.0
사이클링...........................30.0
효율성이 도달할 수 있는 가장 높은 가치 인체,-30%. 이 값은 다리와 몸통의 근육을 포함하는 잘 숙달되고 습관적인 작업을 수행함으로써 달성됩니다.

어떤 경우에는 작업 효율성의 가치를 통해 물리적 작업을 수행하기 위한 보다 합리적인 조건을 설정할 수 있으며, 특히 작업의 최적 속도(템포), 부하 및 생산성을 결정하는 것이 가능합니다. 대부분의 경우, 생산 단위당 에너지 소비량은 가장 작으며, 효율성 계수의 역값은 피로까지 지속되는 경우 작업 기간 중간의 평균 속도 및 부하 수준에서 가장 큽니다.

특히 실행 방법만 다른 동질적인 작업을 비교할 때 개별 사례의 효율성 요소의 변화는 작업의 일부 특정 측면의 합리성을 평가하는 기준 중 하나가 될 수 있습니다. 그러나 일하는 사람에 대한 이 기준은 기계의 성능을 평가하는 데 있어서 결정적이고 보편적인 의미를 갖지 않습니다. 동안 증기기관외부 기계적 작업만이 에너지 변환의 주요 유익한 효과이며, 연료에서 추출된 나머지 에너지는 외부 기계적 작업이 아닌 필수 활동을 증가시키는 데 소비되는 에너지의 일부가 쓸데없이 손실되는 것으로 간주됩니다. 작업 중 세포 및 일시적으로 저하된 성능을 회복하는 중입니다.

특정 작업 기술과 개별 동작의 합리성에 대한 생리학적 평가를 위한 보다 정확하고 보편적인 기준은 유지 관리 기간입니다. 높은 수준이는 노동 생산성의 증가와 생리적 기능의 적응으로 나타납니다. 추가 개발사람의 육체적, 영적 능력.

익과 주립대학교통신 경로

주제에 대한 요약:

“다양한 강도의 신체 활동 중 에너지 소비”

Vypolinla: Kalashnikova V.S.

그룹 D-12

확인자: Belenkaya O.N.

사마라, 2011

1. 독립적인 학습 중 대회에 참가합니다.
2. 식품위생, 음주 정권, 피부 관리.
3. 수업 진행 시 위생 요구사항: 수업 장소, 의복, 신발.
4. 독립적인 연구의 효율성을 자체적으로 모니터링합니다. 부상 예방.

근육 활동이 많을수록 에너지 소비도 늘어납니다. 글쎄, 이것은 에너지 보존 법칙에 따르면 맞습니다. 에너지가 어딘가에서 사라지면 그것은 확실히 동일하거나 다른 에너지의 형태로 도착할 것입니다. 실험실 조건에서 페달 회전에 대한 저항이 정확하게 정의 된 자전거 에너지 미터 작업 실험에서 킬로그램 또는 와트로 기록되는 작업 전력에 대한 에너지 소비의 직접적인 (선형) 의존성이 확립되었습니다. 동시에, 대부분의 에너지가 열의 형태로 손실되기 때문에 기계 작업을 수행할 때 사람이 소비하는 모든 에너지가 이 작업에 직접 사용되는 것은 아니라는 것이 밝혀졌습니다.

소비된 전체 에너지에 대해 작업에 유용하게 소비된 에너지의 비율을 효율 계수(효율성 계수)라고 하는 것으로 알려져 있습니다. 일상 업무 중 사람의 최고 효율성은 0.30-0.35를 초과하지 않는 것으로 믿어집니다. 결과적으로 작업 중 가장 경제적인 에너지 소비로 신체의 총 에너지 소비는 작업 수행 비용보다 최소 3배 이상 높습니다. 훈련받지 않은 사람이 훈련받은 사람보다 동일한 작업에 더 많은 에너지를 소비하기 때문에 효율성은 0.20 - 0.25인 경우가 더 많습니다. 따라서 동일한 운동 속도에서 훈련된 운동선수와 훈련받지 않은(초보자) 사이의 에너지 소비 차이는 25-30%에 달할 수 있다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 일반 개요통과 중 에너지 소비량(Kcal) 다른 거리유명한 스포츠 생리학자 V.S. 파펠:

표 1.

육상 경기.

아이스 스케이팅

수영

스키 경주

자전거 경주

스포츠 운동의 파워존.

전력 및 에너지 소비에 중점을 두고 다음과 같은 상대적 파워존이 설정되었습니다. 순환 유형스포츠:

1. 최대 전력 수준.

이 구역에서는 작동 시간이 20~25초에 불과합니다. 이 카테고리에는 다음과 같은 스포츠가 포함됩니다: 100m 및 200m 달리기; 50미터 수영; 이동 중에도 200m를 달리는 사이클링 경주로, 기록적인 성능으로 신체 운동을 수행합니다.

2. 최대 이하의 전력 수준.

이 정도는 최대값보다 약간 낮으므로 이러한 부하에서 작업 시간은 25초에서 3-5분이 될 수 있습니다. 여기에는 400, 800, 100, 1500미터 달리기가 포함됩니다. 100, 200, 400미터 수영; 스케이트 500, 1500, 300m; 300, 1000, 2000, 3000, 4000m의 사이클링 경주도 있습니다.

3. 높은 수준의 힘.

작동시간은 3~5분에서 ​​30분까지 입니다. 이 정도는 2, 3, 5, 10km 달리기에 해당합니다. 800m, 1500m 수영; 스케이트 5, 10km; 100km 이상의 자전거 경주.

3. 적당한 정도의 힘.

수술시간도 30분 이상에 이릅니다! 이 정도의 힘에 해당하는 신체 운동은 다음과 같습니다. 15km 이상 달리기; 경주 10km 이상; 10km 이상 스키를 타고, 100km 이상 자전거 경주를 펼칠 수 있습니다. 이는 패턴을 명확하게 보여줍니다. 로드가 클수록 데이터 실행에 소비되는 전력의 정도도 커집니다. 신체 운동, 주어진 부하 수준에서 운동선수가 훈련할 수 있는 시간(분, 초)과 양(예: 미터)이 적어집니다. 그리고 실제로. 그들이 말했듯이, 천천히 갈수록 더 멀리 갈 것입니다. 예를 들어, 조깅할 때 운동선수가 수 킬로미터를 달리고 아주 오랫동안 속도를 유지할 수 있다면, 단거리 경주에서는 단시간에 수백 미터만 달릴 수 있습니다. 또는 예를 들어, 역도 선수가 가벼운 무게를 몇 분/10분 동안 유지할 수 있다면 무거운 무게를 문자 그대로 2~5초 동안 유지할 수 있습니다. 따라서 상대적 권력의 이 네 가지 영역은 집합의 분할을 의미합니다. 다양한 거리짧은, 중간, 긴, 매우 긴 네 가지 그룹으로 나뉩니다. 그렇다면 신체 운동을 상대적인 힘의 영역으로 나누는 것의 본질은 무엇이며 이것이 운동 중 에너지 소비와 어떤 관련이 있습니까? 신체 활동강도가 다른가요? 첫째, 위에서 언급한 것처럼 작업의 힘은 작업 강도에 직접적으로 의존합니다. 둘째, 서로 다른 파워존에 포함된 거리를 극복하기 위한 에너지 방출 및 소비는 상당히 다릅니다. 생리적 특성, 이는 표 2에 제시되어 있습니다.

표 2.

상대 작업 파워존

지시자	최고	준최대	큰	보통의
기간 제한	20~25초	25초 ~ 3~5분	3~5~30분	30분 이상
산소 소비	미성년자	최대로 증가	최고	전력에 비례
산소부채	거의 최대 이하	준최대	최고	전력에 비례
환기와 혈액순환	미성년자	준최대	최고	전력에 비례
생화학적 변화	준최대	최고	최고	미성년자

이제 표에 제시된 데이터를 보다 자세히 살펴보겠습니다.

최대 파워 영역: 매우 빠른 움직임이 필요한 작업은 이 영역 내에서 수행할 수 있습니다. 최대 전력으로 작업하는 것만큼 많은 에너지를 방출하는 작업은 없습니다. 단위 시간당 산소 공급량이 가장 크며 신체의 산소 소비량은 미미합니다. 근육 활동은 거의 전적으로 물질의 무산소(혐기성) 분해로 인해 이루어집니다. 신체의 거의 모든 산소 요구량이 작업 후에 충족됩니다. 작동 중 수요는 산소 부채와 거의 같습니다. 호흡은 중요하지 않습니다. 작업을 수행하는 10~20초 동안 운동선수는 숨을 쉬지 않거나 몇 번 짧게 숨을 쉬게 됩니다. 하지만 마무리 후에도 그의 호흡은 오랫동안 지속되다가 이때 호흡이 꺼진다. 산소부채. 작업 시간이 짧기 때문에 혈액 순환이 증가할 시간이 없지만 작업이 끝날 무렵 심박수가 크게 증가합니다. 그러나 심장의 수축기 부피가 증가할 시간이 없기 때문에 미세한 혈액량은 크게 증가하지 않습니다. 최대 이하의 파워 존: 근육에서 혐기성 과정뿐만 아니라 호기성 산화 과정도 발생하며, 혈액 순환의 점진적인 증가로 인해 작업이 끝날 무렵 그 비율이 증가합니다. 호흡의 강도도 작업이 끝날 때까지 항상 증가합니다. 호기성 산화 과정은 작업 전반에 걸쳐 증가하지만 여전히 무산소 분해 과정보다 뒤떨어져 있습니다. 산소부채는 항상 진행됩니다. 작업 종료 시 산소 부채는 최대 출력보다 큽니다. 혈액에는 큰 화학적 변화가 일어납니다. 최대 이하의 파워 존에서의 작업이 끝나면 호흡과 혈액 순환이 급격히 증가하고 산소 부채가 크게 발생하며 혈액의 산-염기 및 물-소금 균형이 크게 이동합니다. 이로 인해 혈액 온도가 1~2도 상승하여 신경 중심의 상태에 영향을 미칠 수 있습니다. 고출력 영역: 작업 시작 첫 몇 분 동안 호흡 및 혈액 순환의 강도가 매우 높은 수준으로 증가합니다. 대량, 작업이 끝날 때까지 저장됩니다. 호기성 산화의 가능성은 더 높지만 여전히 혐기성 산화 과정보다 뒤떨어져 있습니다. 상대적으로 높은 수준의 산소 소비는 신체의 산소 요구량보다 다소 뒤쳐져 산소 부채가 계속해서 축적됩니다. 작업이 끝나면 중요해질 것입니다. 혈액과 소변의 화학적 변화도 중요합니다. 존 적당한 힘: 이미 초장거리입니다. 적당한 힘의 작업은 작업 강도에 비례하여 호흡 및 혈액 순환이 증가하고 혐기성 분해 산물이 축적되지 않는 안정적인 상태가 특징입니다. 장시간 작업하면 상당한 총 에너지 소비가 발생하여 신체의 탄수화물 자원이 감소합니다. 따라서 훈련 기간 동안 특정 힘의 반복적인 부하로 인해 신체는 생리적 및 기능적 개선으로 인해 해당 작업에 적응합니다. 생화학적 과정, 신체 시스템 기능의 특징. 특정 힘의 작업을 수행하면 효율성이 증가하고 체력이 증가하며 스포츠 결과가 증가합니다.

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· 저항 스트레스가 많은 상황훈련 및 경쟁 활동;

운동 활동에 대한 운동 감각 및 시각적 인식 및 환경;

· 효과적인 근육 조정을 보장하는 정신적 움직임 조절 능력;

· 시간적 압박 속에서도 정보를 인지하고, 조직하고, 처리하는 능력;

실제 행동에 앞서 뇌 구조에서 고급 반응과 프로그램을 형성하는 능력.

신체 활동의 강도

신체 운동이 사람에게 미치는 영향은 신체에 가해지는 부하와 관련되어 기능 시스템의 적극적인 반응을 유발합니다. 부하가 걸린 이러한 시스템의 장력 정도를 결정하기 위해 수행된 작업에 대한 신체의 반응을 특성화하는 강도 표시기가 사용됩니다. 운동 반응 시간, 호흡률, 분당 산소 소비량 등의 변화 등 많은 지표가 있습니다. 한편, 특히 주기적인 스포츠에서 부하 강도를 나타내는 가장 편리하고 유익한 지표는 심박수(HR)입니다. 개별 부하 강도 영역은 심박수에 초점을 맞춰 결정됩니다. 생리학자들은 심박수를 기준으로 부하 강도의 네 가지 영역(O, I, II, III)을 정의합니다. 그림에서. 그림 5.12는 균일한 근육 운동 중 부하 강도 영역을 보여줍니다.

부하를 구역으로 나누는 것은 심박수의 변화뿐만 아니라 다양한 강도의 부하 하에서 생리학적, 생화학적 과정의 차이에 기초합니다.

제로 존은 학생 연령층의 경우 분당 최대 130비트의 심박수로 에너지 변환의 유산소 과정이 특징입니다. 이러한 부하 강도에서는 산소부족이 없으므로 훈련 효과는 준비가 부족한 운동선수에게서만 감지될 수 있습니다. 제로 존은 더 높은 강도의 부하, 회복(반복 또는 간격 훈련 방법 사용) 또는 다음과 같은 신체 준비를 위한 워밍업 목적으로 사용할 수 있습니다. 활동적인 레크리에이션. 산소 소비의 상당한 증가와 그에 따른 신체에 대한 훈련 효과는 여기가 아니라 초보자의 지구력 훈련에서 일반적으로 나타나는 첫 번째 영역에서 발생합니다.

부하 강도(분당 130~150회)의 첫 번째 훈련 영역은 초보 운동선수에게 가장 일반적입니다. 최대 130비트/분. 이와 관련하여 이 이정표를 준비 임계값이라고 합니다.

일반적인 지구력을 개발할 때 훈련된 운동선수는 부하 강도의 두 번째 영역으로 자연스럽게 "진입"하는 것이 특징입니다. 두 번째 트레이닝 영역(분당 150~180회)에서는 무산소 에너지 공급 메커니즘이 활성화됩니다. 근육 활동. 분당 150회가 무산소 대사 역치(TANO)로 여겨집니다. 그러나 훈련이 잘 되지 않은 운동선수와 체력이 낮은 운동선수의 경우 PANO는 심박수 130~140비트/분에서 발생할 수 있는 반면, 잘 훈련된 운동선수의 경우 PANO는 160~165비트의 경계로 "이동"할 수 있습니다. /분

세 번째 훈련 영역(분당 180회 이상)에서는 상당한 산소 부족을 배경으로 무산소 에너지 공급 메커니즘이 개선됩니다. 여기서 맥박수는 부하 투여에 대한 유익한 지표가 아니지만 혈액 및 그 구성, 특히 젖산의 양의 생화학 반응 지표는 체중이 증가합니다. 분당 180회 이상 수축하면 심장 근육의 휴식 시간이 감소하여 수축력이 감소합니다(휴식 시 0.25초 - 수축, 0.75초 - 휴식, 분당 180회 - 0.22초 - 수축, 0.08초 - 휴식), 산소 부채가 급격히 증가합니다.

신체는 반복적인 훈련 작업 중에 고강도 작업에 적응합니다. 하지만 가장 큰 값최대 산소 부채는 경쟁 조건에서만 도달됩니다. 따라서 높은 수준의 훈련 강도를 달성하기 위해 치열한 경쟁 상황의 방법이 사용됩니다.

신체 활동 중 에너지 소비

근육 활동이 많을수록 에너지 소비도 늘어납니다. 소비된 총 에너지에 대해 작업에 유용하게 소비된 에너지의 비율을 성능 계수(효율성)라고 합니다. 평소 작업 중 사람의 최고 효율성은 0.30-0.35를 초과하지 않는 것으로 믿어집니다. 결과적으로 작업 중 가장 경제적인 에너지 소비로 신체의 총 에너지 소비는 작업 수행 비용보다 최소 3배 이상 높습니다. 훈련받지 않은 사람이 훈련받은 사람보다 동일한 작업에 더 많은 에너지를 소비하기 때문에 효율성은 0.20-0.25인 경우가 더 많습니다. 따라서 동일한 운동 속도에서 훈련된 운동선수와 초보자 사이의 에너지 소비 차이는 25-30%에 달할 수 있다는 것이 실험적으로 입증되었습니다.

다양한 거리에서의 에너지 소비(kcal)에 대한 일반적인 개념은 유명한 스포츠 생리학자인 B.C.가 결정한 다음 수치로 제공됩니다. 파펠.

육상 달리기, m 수영, m

100 – 18 100 – 50

200 – 25 200 – 80

400 – 40 400 – 150

800 – 60 크로스컨트리 스키, km

1500 – 100 10 – 550

3000 – 210 30 – 1800

5000 – 310 50 – 3600

10000 – 590 사이클 경주, km

42195 – 2300 1 – 55

스케이트, m 10 – 300

500 – 35 20 – 500

1500 – 65 50 – 1100

5000 – 200 100 – 2300

G.V. Barchukova와 S.D. Sprakh는 다양한 스포츠 징후와 일상 호흡 활동의 에너지 "비용"을 비교합니다(kcal/min으로 계산).

운동 활동 kcal/min

스키 10.0-20.0

크로스 컨트리 러닝 10.6

축구. 8.8

테니스 7.2-10.0

탁구 6.6-10.0

수영(평영). . 5.0-11.0

배구. 4.5-10.0

체조. 2.5-6.5

현대무용 4.7-6.6

자동차를 운전. 3.4-10.0

창문 청소 3.0-3.7

잔디깎기 1.0-7.5

옷을 입고 옷을 벗고……….2.3-4.0,

전력 및 에너지 소비에 초점을 맞춰 순환 스포츠의 상대적 파워 존이 설정되었습니다.

전력 수준	작업 기간	기록적인 성능을 발휘하는 신체 운동 유형
최고	20~25초	100m와 200m를 달린다. 수영 50m 자전거 경주 200m 달리기
준최대	25초 ~ 3~5분	400, 800, 1000, 1500m를 달리고 있습니다. 수영 100, 200, 400m 스케이트 500m, 1500m, 3000m 사이클 경주 300, 1000, 2000, 3000, 4000m
	3~5~30분	2, 3, 5, 10km 달리기 수영 800m, 1500m 아이스 스케이팅 5, 10km 사이클 경주 5000, 10000, 20000m
보통의		15km 이상 달리기 경보 10km 이상 크로스컨트리 스키 10km 이상 100km 이상 자전거 경주

발열량이 증가합니다. 화학적 과정에서 에너지로 변환되지 않고 방출되는 에너지의 일부는 근육 수축으로 직접 들어갑니다. 화학 과정의 나머지 에너지는 열로 변환되므로 근육이 수축할 때 열이 방출됩니다.

효율성 계수(효율성)는 작업 중 근육에서 생성된 총 에너지에 대한 근육 작업에 소비된 에너지의 비율입니다. 인간 근육의 효율성은 평균 15~25%, 다리 근육의 효율성은 20~35%, 팔의 효율성은 5~15%입니다.

훈련을 통해 인간의 경우 25-30%, 심지어 최대 35%, 동물의 경우 최대 50%까지 증가합니다.

생화학적 과정의 혐기성 및 호기성 단계는 열 발생의 두 단계, 즉 초기 및 회복 또는 지연에 해당합니다.

초기 단계는 근육 수축으로 이어지는 생화학적 혐기성 과정으로 인해 발생합니다. 단일 근육 수축으로 수축 기간 동안 열의 65~70%가 발생하고 이완 기간(지연 무산소 열 발생) 동안 30~35%가 발생합니다. 아니다 큰 수수축 이전의 여기 동안 열이 방출됩니다. 단기 파상풍의 경우 지연된 열 발생이 전체 열의 20%를 차지합니다. 유산소 조건, 산소 분위기에서 초기 단계에서는 산소가 없을 때 형성되는 것과 동일한 양의 열이 발생하며, 초기 무산소 단계는 산소가 있는 상태에서 근육이 발생하는 전체 열의 40%를 차지합니다. .

수동적인 근육 단축과 약간의 스트레칭으로 인해 열이 발생하므로 초기 단계의 열 중 일부는 근육 탄력성의 변화에 ​​따라 달라집니다.

열 발생의 환원 단계는 주로 산화 과정에 의해 발생합니다. 열의 25%만이 지연된 무산소 열 발생으로 인해 발생합니다. 전체적으로 산소가 있는 상태에서 근육에 의해 생성되는 열의 60%가 이 단계에서 형성됩니다. 이 단계에서 젖산의 일부는 산화되고 나머지는 글리코겐으로 복원됩니다. 안에 정상적인 조건근육 활동, 물질의 무산소 및 무산소 분해 및 재합성이 동시에 발생합니다. 따라서 정상적인 혈액 순환으로 비교적 오랜 시간 동안 장기간 저 강도 작업을 수행해도 설탕 함량과 젖산 축적이 눈에 띄게 감소하지 않습니다.

보조성 수축은 등척성 수축보다 40% 더 많은 열을 생성합니다. 아이소메트릭 수축 중 근육 긴장이 클수록 열 생성도 커집니다. 부하가 없는 등장성 수축 중에는 열 발생이 거의 없습니다. 등척성 수축보다 적습니다. 그러나 근육이 부하로 수축하면 열 발생이 더 커집니다. 체코어: 부하의 질량이 더 커집니다.

두 단계의 총 열 발생량은 단일 수축의 경우 초기 열 발생보다 1.5배, 파상풍 수축의 경우 2.5배입니다. 결과적으로 초기 단계는 변하지 않지만 회복 단계는 증가합니다. 이는 파상풍 기간 동안 물질과 에너지를보다 경제적으로 사용한다는 것을 나타냅니다.