Витрати енергії на спорт LEIFIphysik
Витрати енергії у спорті
Швидкість базального метаболізму
Базальний рівень метаболізму - це енергія Е1, яка потрібна людині в стані спокою для підтримки життєво важливих функцій організму (дихання, серцебиття тощо) на добу. Потім ця енергія виділяється в навколишнє середовище у вигляді тепла.
Базальний рівень метаболізму залежить головним чином від статі, віку, зросту, ваги та м’язової маси. Правило основного рівня метаболізму:
Для дорослої людини базальна швидкість метаболізму в середньому становить 1 ккал (кілокалорія) на кг маси тіла та годину.
Підказки
1,00 ккал = 4,19 кДж
Більш пильний погляд показує, що базальний рівень метаболізму залежить від наступних параметрів:
Вага та зріст (базальний рівень метаболізму зростає із збільшенням ваги та зросту)
Стать (у чоловіків дещо вищий базальний рівень метаболізму, ніж у жінок)
Вік (базальний рівень метаболізму зменшується із збільшенням віку)
Склад тіла (чим більше м’язів, тим вища базальна швидкість метаболізму)
За допомогою емпіричного правила обчисліть базальну швидкість метаболізму E1 "нормальної людини" масою 70 кг в МДж.
Подальше розрахувати, які показники слід призначити базальному показнику метаболізму "нормальної людини".
Людині, що важить 70 кг, потрібна хімічна енергія 70 ккал за одну годину і, отже, хімічна енергія за одну добу: E1 = 70 · 24 ккал = 1,7 · 10 3 ккал. Перетворення в МДж: E1 = 1,7 · 10 3 ккал = 1,7 · 10 3 · 4,19 кДж = 7,1 МДж. Базальний рівень метаболізму людини, що важить 70 кг, становить близько 7 МДж.
Наступне стосується відносин між енергією та силою
\ [P = \ frac >> \ Rightarrow P = \ frac ^ 6> J >>> = 82W \]
Оборот
Якщо людина здійснює фізичну активність, їй потрібна хімічна енергія для покриття базової швидкості метаболізму E1 та додаткова хімічна енергія E2 (швидкість метаболізму в роботі) для своєї фізичної активності.
Приблизно можна припустити, що близько третини обсягу роботи м’язи перетворюють на механічну роботу, а дві третини обсягу роботи перетворюють на тепло.
| Вид діяльності | Значення PAL | |
| Сидячи або лежачи (наприклад, у разі хвороби або старості) | 1.2 | |
| Робота на столі, робота на екрані | 1,4-1,5 | |
| Водії, працівники конвеєра | 1,6-1,7 | |
| В основному ходьба та стояння (наприклад, домогосподарки, продавці, ремісники, механіки) | 1,8 - 1,9 | |
| Фізично напружена діяльність (наприклад, будівельні роботи, змагальні види спорту, робота в сільському та лісовому господарствах) | 2,0 - 2,4 |
Значення PAL
Очевидно, що обсяг роботи сильно залежить від виду виконуваної діяльності. Значення PAL (англійська: сторістеричний aДіяльність лevel) для діяльності вказує на коефіцієнт, на який потрібно помножити базальний рівень метаболізму, щоб отримати загальну хімічну енергію (E1 + E2), необхідну людині для виконання певної діяльності.
Примітка
Значення PAL також можуть бути передані відповідним службам.
| Вид діяльності | Потужність на основі маси у Вт/кг |
| Спати | 1.15 |
| Сиди тихо | 1,54 |
| Ручна робота (наприклад, шиття) | 1,92 |
| Одягнути і зняти | 2.05 |
| Співати | 2.18 |
| Прання, прасування | 2.43 |
| Легка гімнастика | 3.20 |
| Велоспорт (v = 13 км/год) | 3.25 |
| Піти гуляти (v = 4,5 км/год) | 3.84 |
| Велоспорт (v = 20 км/год) | 4.44 |
| Спустися сходами | 5.77 |
| Теніс, плавання | 8.33 |
| Біг швидко (v = 8,8 км/год) | 9,61 |
| Бігайте дуже швидко (v = 12,6 км/год) | 16.02 |
| Підніміться сходами | 17.94 |
За допомогою таблиці розрахуйте значення PAL для людини вагою 70 кг, що піднімається сходами.
Людина вагою 70 кг має потужність 70 · 17,94 Вт = 1,3 кВт при підйомі сходами відповідно до інформації в таблиці
Згідно з вправою 1, базальний рівень метаболізму людини, що важить 70 кг, становить близько 82 Вт. Це призводить до значення PAL при підйомі по сходах
\ [\ frac ^ 3 >>>> \ приблизно 16 \]
Під ключовим словом "калькулятор калорій спорту" ви знайдете онлайн-калькулятори, які обчислюють спожиті калорії для всіх видів спорту та тривалість фізичних вправ.
Покриття потреби в калоріях
| ккал на грам | кДж на грам | ||
| Жири | 9 | 37 | |
| Вуглеводи | 4-й | 17-й | |
| Білки | 4-й | 17-й |
Хімічна енергія, яка нам потрібна для основного обміну речовин і фізичної активності, забезпечується їжею. Найважливіші інгредієнти нашої їжі наведені в таблиці.
Рекомендується, щоб наш раціон складався приблизно з 55% - 60% вуглеводів, 25% - 30% жирів і близько 10% - 15% білків. Крім того, наша їжа повинна містити достатню кількість так званих життєво важливих речовин (вітаміни, мінерали, вторинні рослинні речовини тощо). З таблиці видно, що 1 грам жиру містить приблизно вдвічі більше калорій, ніж, наприклад, вуглеводи.
Якщо ви хочете більш точно знати, з яких інгредієнтів складається їжа і скільки енергії ви споживаєте з ними, рекомендуються так звані калькулятори калорій, які легко знайти в Інтернеті.
Наприклад, Allgemeine Ortskrankenkasse пропонує дуже детальний калькулятор калорій.
Перевірте за допомогою запропонованого калькулятора калорій, чи достатньо однієї години плавання для Ганса (\ (50 \ rm \)), щоб він міг "відпрацювати" енергію, що постачається з плиточкою шоколаду (\ (100 \ rm \)).
За допомогою калькулятора калорій AOK ви отримуєте:
Плитка шоколаду на 100 г забезпечує близько 535 ккал хімічної енергії.
За допомогою калькулятора калорійності MDR ви отримуєте для 50-кілограмової людини, яка плаває одну годину:
Плаваючи протягом однієї години ("споживання калорій": 491 ккал), Ганс не може "відпрацювати" енергію, яку постачає плитка шоколаду.