Энергозатраты при физических нагрузках разной интенсивности
Известно, что чем больше мышечная работа, тем сильнее возрастает расход энергии. В лабораторных условиях в опытах с работой на велоэргометре при точно определенной величине мышечной работы и точно измеренном сопротивлении вращению педалей была установлена прямая (линейная) зависимость расхода энергии от мощности работы, регистрируемой в килограммометрах или ваттах. Вместе с тем было выявлено, что не вся энергия, расходуемая человеком при совершении механической работы, используется непосредственно на эту работу, ибо большая часть энергии теряется в виде тепла. Известно, что отношение энергии, полезно затраченной на работу, ко всей израсходованной энергии называется коэффициентом полезного действия (КПД).
Считается, что наибольший КПД человека при привычной для него работе не превышает 0,30–0,35. Следовательно, при самом экономном расходе энергии в процессе работы общие энергетические затраты организма минимум в три раза превышают затраты на совершение работы. Чаще же КПД равен 0,20–0,25, так как нетренированный человек тратит на ту же работу больше энергии, чем тренированный. Так, экспериментально установлено, что при одной и той же скорости передвижения разница в расходе энергии между тренированным спортсменом и новичком может достигать 25–30%.
С ориентацией на мощность и расход энергии установлены четыре зоны относительной мощности в циклических видах спорта. Это зоны максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной мощности. Эти зоны предполагают деление множества различных дистанций на четыре группы: короткие, средние, длинные и сверхдлинные.
В чем же суть разделения физических упражнений по зонам относительной мощности и как это группирование дистанций связано с энергозатратами при физических нагрузках разной интенсивности?
Во-первых, мощность работы прямо зависит от ее интенсивности. Во‑вторых, высвобождение и расход энергии преодоления дистанций, входящих в различные зоны мощности, имеют существенно различающиеся физиологические характеристики.
Зона максимальной мощности. В ее пределах может выполняться работа, требующая предельно быстрых движений. Ни при какой другой работе не высвобождается столько энергии. Кислородный запрос в единицу времени самый большой, потребление организмом кислорода незначительно. Работа мышц совершается почти полностью за счет бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос организма удовлетворяется уже после работы, т. е. запрос во время работы почти равен кислородному долгу. Дыхание незначительно: на протяжении тех 10–20 с, в течение которых совершается работа, спортсмен либо не дышит, либо делает несколько коротких вдохов. Зато после финиша дыхание его еще долго усилено: в это время погашается кислородный долг. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы. Однако минутный объем крови увеличивается ненамного, потому что не успевает вырасти систолический объем сердца.
Зона субмаксимальной мощности. В мышцах протекают не только анаэробные процессы, но и процессы аэробного окисления, доля которого увеличивается к концу работы из-за постепенного усиления кровообращения. Интенсивность дыхания также все время возрастает до самого конца работы. Процессы аэробного окисления хотя и возрастают на протяжении работы, все же отстают от процессов бескислородного распада. Все время прогрессирует кислородная задолженность. Кислородный долг к концу работы больше, чем при максимальной мощности. В крови происходят большие химические сдвиги.
К концу работы в зоне субмаксимальной мощности резко усиливаются дыхание и кровообращение, возникают большой кислородный долг и выраженные сдвиги в кислотно-щелочном и водно-солевом равновесии крови. Возможно повышение температуры крови на 1–2 градуса, что может влиять на состояние нервных центров.
Зона большой мощности. Интенсивность дыхания и кровообращения успевает уже в первые минуты работы возрасти до очень больших величин, которые сохраняются до конца работы. Возможности аэробного окисления более высоки, однако они все же отстают от анаэробных процессов. Сравнительно большой уровень потребления кислорода несколько отстает от кислородного запроса организма, поэтому накопление кислородного долга все же происходит. К концу работы он бывает значителен. Значительны и сдвиги в химизме крови и мочи.
Зона умеренной мощности. Это уже сверхдлинные дистанции. Работа умеренной мощности характеризуется устойчивым состоянием, с чем связано усиление дыхания и кровообращения пропорционально интенсивности работы и отсутствие накопления продуктов анаэробного распада. При многочасовой работе наблюдается значительный общий расход энергии, что уменьшает углеводные ресурсы организма.
Итак, в результате повторных нагрузок определенной мощности на тренировочных занятиях организм адаптируется к соответствующей работе благодаря совершенствованию физиологических и биохимических процессов, особенностей функционирования систем организма. Повышается КПД при выполнении работы определенной мощности, повышается тренированность, растут спортивные результаты.
Энергозатраты при физических нагрузках разной интенсивности
Известно, что чем больше мышечная работа, тем сильнее возрастает расход энергии. В лабораторных условиях в опытах с работой на велоэргометре при точно определенной величине мышечной работы и точно измеренном сопротивлении вращению педалей была установлена прямая (линейная) зависимость расхода энергии от мощности работы, регистрируемой в килограммометрах или ваттах. Вместе с тем было выявлено, что не вся энергия, расходуемая человеком при совершении механической работы, используется непосредственно на эту работу, ибо большая часть энергии теряется в виде тепла. Известно, что отношение энергии, полезно затраченной на работу, ко всей израсходованной энергии называется коэффициентом полезного действия (КПД).
С ориентацией на мощность и расход энергии установлены четыре зоны относительной мощности в циклических видах спорта. Это зоны максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной мощности. Эти зоны предполагают деление множества различных дистанций на четыре группы: короткие, средние, длинные и сверхдлинные.
В чем же суть разделения физических упражнений по зонам относительной мощности и как это группирование дистанций связано с энергозатратами при физических нагрузках разной интенсивности?
Во-первых, мощность работы прямо зависит от ее интенсивности. Во‑вторых, высвобождение и расход энергии преодоления дистанций, входящих в различные зоны мощности, имеют существенно различающиеся физиологические характеристики.
Зона максимальной мощности. В ее пределах может выполняться работа, требующая предельно быстрых движений. Ни при какой другой работе не высвобождается столько энергии. Кислородный запрос в единицу времени самый большой, потребление организмом кислорода незначительно. Работа мышц совершается почти полностью за счет бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос организма удовлетворяется уже после работы, т. е. запрос во время работы почти равен кислородному долгу. Дыхание незначительно: на протяжении тех 10–20 с, в течение которых совершается работа, спортсмен либо не дышит, либо делает несколько коротких вдохов. Зато после финиша дыхание его еще долго усилено: в это время погашается кислородный долг. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы. Однако минутный объем крови увеличивается ненамного, потому что не успевает вырасти систолический объем сердца.
Зона субмаксимальной мощности. В мышцах протекают не только анаэробные процессы, но и процессы аэробного окисления, доля которого увеличивается к концу работы из-за постепенного усиления кровообращения. Интенсивность дыхания также все время возрастает до самого конца работы. Процессы аэробного окисления хотя и возрастают на протяжении работы, все же отстают от процессов бескислородного распада. Все время прогрессирует кислородная задолженность. Кислородный долг к концу работы больше, чем при максимальной мощности. В крови происходят большие химические сдвиги.
К концу работы в зоне субмаксимальной мощности резко усиливаются дыхание и кровообращение, возникают большой кислородный долг и выраженные сдвиги в кислотно-щелочном и водно-солевом равновесии крови. Возможно повышение температуры крови на 1–2 градуса, что может влиять на состояние нервных центров.
Зона большой мощности. Интенсивность дыхания и кровообращения успевает уже в первые минуты работы возрасти до очень больших величин, которые сохраняются до конца работы. Возможности аэробного окисления более высоки, однако они все же отстают от анаэробных процессов. Сравнительно большой уровень потребления кислорода несколько отстает от кислородного запроса организма, поэтому накопление кислородного долга все же происходит. К концу работы он бывает значителен. Значительны и сдвиги в химизме крови и мочи.
Зона умеренной мощности. Это уже сверхдлинные дистанции. Работа умеренной мощности характеризуется устойчивым состоянием, с чем связано усиление дыхания и кровообращения пропорционально интенсивности работы и отсутствие накопления продуктов анаэробного распада. При многочасовой работе наблюдается значительный общий расход энергии, что уменьшает углеводные ресурсы организма.
Итак, в результате повторных нагрузок определенной мощности на тренировочных занятиях организм адаптируется к соответствующей работе благодаря совершенствованию физиологических и биохимических процессов, особенностей функционирования систем организма. Повышается КПД при выполнении работы определенной мощности, повышается тренированность, растут спортивные результаты.
1. Энергозатраты при физических нагрузках разной интенсивности
Чем больше мышечная работа, тем сильнее возрастает расход энергии.
Но не вся энергия, расходуемая человеком при совершении механической работы, используется непосредственно на эту работу, так как большая часть энергии теряется в виде тепла. Известно, что отношение энергии, полезно затраченной на работу ко всей израсходованной энергии называется Коэффициентом полезного действия (КПД), Считается, что наибольший КПД человека при привычной для него работе не превышает 0,30–0,35. Чаще же КПД равен 0,20–0,25, так как нетренированный человек тратит на одну и ту же работу больше энергии, чем тренированный.
Кислородный запрос в единицу времени самый большой, потребление организмом кислорода незначительно. Работа мышц совершается почти полностью за счет бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос организма удовлетворяется уже после работы, т.е. запрос во время работы почти равен кислородному долгу. Дыхание незначительно: на протяжении тех 10–20 с, в течение которых совершается работа, спортсмен либо не дышит, либо делает несколько коротких вдохов. Зато после финиша дыхание его еще долго усилено, в это время погашается кислородный долг. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы.
2. Возрастные особенности самостоятельных занятий для женщин
При планировании тренировочного процесса следует учитывать основные анатомо-физиологические особенности женского организма. Мышечная ткань у них составляет 32–35 % веса тела, а у мужчин – 40 % и более, зато жировой ткани у женщин на 10 % больше, чем у мужчин.
Биологические особенности женского организма тесно связаны с менструальным циклом, который проявляется с наступлением половой зрелости – обычно в 12–15 лет. Он, как правило, продолжается от 2 до 7 дней и повторяется через 21–28 дней. При значительных тренировочных нагрузках цикл может удлиняться до 36–42 дней. Спортсменки, тренеры и врачи должны вести наблюдения за изменениями самочувствия и спортивной работоспособности в связи с менструальным циклом. Эти данные имеют важное значение для правильного планирования тренировочного процесса и выступлений на соревнованиях.
Гигиена самостоятельных занятий: за кожей, питьевой режим, питание
Гигиена – это наука о сохранении и укреплении здоровья людей.
Цель гигиены – изучение влияния условий жизни и труда на здоровье людей, предупреждение заболеваний, обеспечение оптимальных условий для существования человека, сохранение его здоровья и продления жизни.
Внешность человека во многом определяется состоянием его кожи. Если о глазах говорят, что они зеркало души, то с не меньшим основанием можно утверждать: кожа – это зеркало здоровья. Первое требование по уходу за кожей – безупречная чистота. Все зависит от свойств кожи. Если она нормальной жирности, то умываться с мылом следует ежедневно на ночь; если жирная – вечером и утром; если сухая – обязательно раз в день, но без мыла.
Гигиеническое назначение одежды и обуви – защищать человека от неблагоприятного влияния окружающей среды, регулировать теплообмен, поэтому одежда должна быть легкой, не слишком теплой, удобного покроя (не должна стеснять движений, мешать дыханию и кровообращению, раздражать кожу). Спортивную одежду подбирают по гигиеническим свойствам ткани, исходя из специфики занятий различными видами спорта. Недопустима лишняя одежда во время тренировок, вызывающих усиленную теплопроводность в организме. Если соревнования, занятия по физическому воспитанию или тренировки проводятся на улице, то поверх хлопчатобумажного белья, шерстяного костюма необходимо надеть рубашку и брюки из плотного ветрозащитного материала. Следует также принять меры к защите от холода ног, рук, головы, ушей.
Обувь должна полностью соответствовать особенностям строения стопы и быть удобной в движении, воздухопроницаемой и водонепроницаемой, свободной, легкой и красивой.
Основные условия рационального питания – сбалансированность питания и правильный режим приема пищи. Сбалансированность питания – это определенный набор продуктов, количество основных пищевых веществ и правильное соотношение между ними. По формуле сбалансированного питания благоприятным для организма человека является следующее соотношение в пище белков, жиров и углеводов – 1:1:4.
Обязательным в рационе питания должно быть наличие витаминов. Витамины активизируют мышечную деятельность и повышают сопротивляемость организма вредным влияниям внешней среды. Наиболее ценными являются: витамин А (содержится в сливочном масле, моркови, щавеле, печени животных), витамин Е (содержат фрукты и ягоды, овощи).
В рационе должны обязательно присутствовать продукты, богатые солями кальция (сыр, творог, молоко, икра, рыбные консервы, фасоль и др.).
В питании спортсмена наряду с обычными пищевыми веществами могут быть использованы различные питательные смеси и продукты повышенной биологической ценности.
1) Энергозатраты при физических нагрузках разной интенсивности
Чем больше мышечная работа, тем сильнее возрастает расход энергии.
Но не вся энергия, расходуемая человеком при совершении механической работы, используется непосредственно на эту работу, так как большая часть энергии теряется в виде тепла. Известно, что отношение энергии, полезно затраченной на работу ко всей израсходованной энергии называется Коэффициентом полезного действия (КПД), Считается, что наибольший КПД человека при привычной для него работе не превышает 0,30–0,35. Чаще же КПД равен 0,20–0,25, так как нетренированный человек тратит на одну и ту же работу больше энергии, чем тренированный.
С ориентацией на мощность и расход энергии были установлены зоны относительной мощности в циклических видах спорта.
Таблица 3
Зоны мощности
|
Степень мощности при рекордном выполнении |
Продолжительность работы |
Виды физических упражнений |
|
Максимальная |
От 20 до 25 с. |
Бег – 100 и 200 м. Плавание – 50 м. Велогонка – 200 м. |
|
Субмаксимальная |
От 25 до 3-5 мин. |
Бег – 400, 800, 1000, 1500 м. Плавание – 100, 200, 400 м. |
|
Большая |
От 3-5 до 30 мин. |
Бег – 2, 3, 5, 10 км. Плавание – 800, 1500 м. |
|
Умеренная |
Св. 30 мин. |
Бег – 15 км и более |
Эти четыре зоны относительной мощности предполагают деление множества различных дистанций на четыре группы: короткие, средние, длинные и сверхдлинные.
Мощность работы прямо зависит от ее интенсивности.
Зона максимальной мощности. В ее пределах может выполняться работа, требующая предельно быстрых движений. Ни при какой другой работе не освобождается столько энергии, сколько при работе с максимальной мощностью. Кислородный запрос в единицу времени самый большой, потребление организмом кислорода незначительно. Работа мышц совершается почти полностью за счет бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос организма удовлетворяется уже после работы, т.е. запрос во время работы почти равен кислородному долгу. Дыхание незначительно: на протяжении тех 10–20 с, в течение которых совершается работа, спортсмен либо не дышит, либо делает несколько коротких вдохов. Зато после финиша дыхание его еще долго усилено, в это время погашается кислородный долг. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы.
Зона субмаксимальной мощности. Длительность работы в данной зоне от 25 с. до 3–5 мин. В мышцах протекают не только анаэробные процессы, но и процессы аэробного окисления, доля которого увеличивается к концу работы из-за постепенного усиления кровообращения. Интенсивность дыхания также все время возрастает до самого конца работы. Все время прогрессирует кислородная задолженность.
Кислородный долг к концу работы больше, чем при максимальной мощности. В крови происходят большие химические сдвиги.
К концу работы в зоне субмаксимальной мощности резко усиливается дыхание и кровообращение, возникает большой кислородный долг и выраженные сдвиги в кислотно-щелочном и водно-солевом равновесии крови. Возможно повышение температуры крови на 1–2 градуса, что может влиять на состояние нервных центров.
Зона большой мощности. Длительность работы в зоне от 3–5 мин до 30 мин. Интенсивность дыхания и кровообращения успевает уже в первые минуты работы возрасти до очень больших величин, которые сохраняются до конца работы. Возможности аэробного окисления более высоки, однако они все же отстают от анаэробных процессов. Сравнительно большой уровень потребления кислорода несколько отстает от кислородного запроса организма, поэтому накопление кислородною долга все же происходит. К концу работы он бывает значителен. Значительны и сдвиги в химизме крови и мочи.
Зона умеренной мощности. Длительность работы в зоне свыше 30 мин. Это уже сверхдлинные дистанции. Работа умеренной мощности характеризуется устойчивым состоянием, с чем связано усиление дыхания и кровообращения пропорционально интенсивности работы и отсутствие накопления продуктов анаэробного распада. При многочасовой работе наблюдается значительный общий расход энергии, что уменьшает углеводные ресурсы организма. Итак, в результате повторных нагрузок определенной мощности на тренировочных занятиях организм адаптируется к соответствующей работе благодаря совершенствованию физиологических и биохимических процессов, особенностей функционирования систем организма. Повышается КПД при выполнении работы определенной мощности, повышается тренированность, растут спортивные результаты.
5.9.Энергозатраты при физических нагрузках разной
интенсивности
Чем больше мышечная работа, тем сильнее возрастает расход энергии.
В лабораторных условиях, в опытах с работой на велоэргометре, при точно определенной величине мышечной работы и точно измеренном сопротивлении вращению педалей была установлена прямая (линейная) зависимость расхода энергии от мощности работы, регистрируемой в килограммометрах или ваттах. Вместе с тем было выявлено, что не вся энергия, расходуемая человеком при совершении механической работы, используется непосредственно на эту работу, ибо большая часть энергии теряется в виде тепла. Известно, что отношение энергии, полезно затраченной на работу, ко всей израсходованной энергии называется коэффициентом полезного действия (КПД). Считается, что наибольший КПД человека при привычной для него работе не превышает 0,30—0,35. Следовательно, при самом экономном расходе энергии в процессе работы общие энергетические затраты организма минимум в 3 раза превышают затраты на совершение работы. Чаще же КПД равен 0,20—0,25, так как нетренированный человек тратит на одну и ту же работу больше энергии, чем тренированный. Так, экспериментально установлено, что при одной и той же скорости передвижения разница в расходе энергии между тренированным спортсменом и новичком может достигать 25—30%.
Общее представление о расходе энергии (в ккал) во время прохождения разных дистанций дают следующие цифры, определенные известным физиологом спорта B.C. Фарфелем.
Бег легкоатлетический, м Плавание, м
100- 18 100- 50
200- 25 200- 80
400- 40 400- 150
800 — ’60 Лыжные гонки, км
1500- 100 10- 550
3000- 210 30- 1800
5000- 310 50- 3600
10 000 — 590 Велогонки, км
42 195 — 2300 1-55
Бег на коньках, м 10 — 300
500- 35 20- 500
1500- 65 50- 1100
5000- 200 100- 2300
10 000 — 410
Г.В. Барчукова и С.Д. Шпрах сравнивают энергетическую «стоимость» различных проявлений спортивной и бытовой дыхательной деятельности (в расчете ккал/мин).
Двигательная деятельность ккал/мин
Лыжи ………………………………….. 10,0-20,0
Бег по пересеченной местности ……. 10,6
Футбол …………………………………………. 8,8
Теннис …………………………………… 7,2-10,0
Настольный теннис …………….. 6,6—10,0
С ориентацией на мощность и расход энергии были установлены зоны относительной мощности в циклических видах спорта (табл. 5.5).
|
Таблица 5.5. Зоны относительной мощности в спортивных упражнениях (по B.C. Фарфелю, Б.С. Гиппенрейтеру) | ||
|
Степень мощности |
Продолжительность работы |
Виды физических упражнений при рекордном выполнении |
|
Максимальная Субмакси-мальная (ниже максималь-ной) Большая Умеренная |
От 20 до 25 с От 25 с до 3-5 мин От 3-5 до 30 мин Св. 30 мин |
Бег 100 и 200 м. Плавание 50 м. Велогонка 200 м с хода Бег 400, 800, 1000,1500 м. Плавание 100, 200, 400 м. Бег на коньках 500, 1500, 3000 м. Велогонки 300,1000. 2000, 3000 и 4000 м Бег 2, 3, 5, 10 км. Плавание 800, 1500 м. Бег на коньках 5, 10 км. Велогонки 5000,10 000, 20 000 м Бег 15 км и более. Спортивная ходьба 10 км и более. Бег на лыжах 10 км и более. Велогонки 100 км и более |
Эти четыре зоны относительной мощности предполагают деление множества, различных дистанций на четыре группы: короткие, средние, длинные и сверхдлинные.
В чем же суть разделения физических упражнений по зонам относительной мощности и как это группирование дистанций связано с энергозатратами при физических нагрузках разной интенсивности?
Во-первых, мощность работы прямо зависит от ее интенсивности. Во-вторых, высвобождение и расход энергии преодоления дистанций, входящих в различные зоны мощности, имеют существенно отличающиеся физиологические характеристики.
Зона максимальной мощности. В ее пределах может выполняться работа, требующая предельно быстрых движений. Ни при какой другой работе не освобождается столько энергии, сколько при работе с максимальной мощностью. Кислородный запрос в единицу времени самый большой, потребление организмом кислорода незначительно. Работа мышц совершается почти полностью за счет бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос организма удовлетворяется уже после работы, т.е. запрос во время работы почти равен кислородному долгу. Дыхание незначительно: на протяжении тех 10—20 с, в течение которых совершается работа, спортсмен либо не дышит, либо делает несколько коротких вдохов. Зато после финиша дыхание его еще долго усилено, в это время погашается кислородный долг. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы. Однако минутный объем крови увеличивается ненамного, потому что не успевает вырасти систолический объем сердца.
Зона субмаксимальной мощности. В мышцах протекают не только анаэробные процессы, но и процессы аэробного окисления, доля которого увеличивается к концу работы из-за постепенного усиления кровообращения. Интенсивность дыхания также все время возрастает до самого конца работы. Процессы аэробного окисления хотя и возрастают на протяжении работы, все же отстают от процессов бескислородного распада. Все время прогрессирует кислородная задолженность.
Кислородный долг к концу работы больше, чем при максимальной мощности. В крови происходят большие химические сдвиги.
К концу работы в зоне субмаксимальной мощности резко усиливается дыхание и кровообращение, возникает большой кислородный долг и выраженные сдвиги в кислотно-щелочном и водно-солевом равновесии крови. Возможно повышение температуры крови на 1—2 градуса, что может влиять на состояние нервных центров.
Зона большой мощности. Интенсивность дыхания и кровообращения успевает уже в первые минуты работы возрасти до очень больших величин, которые сохраняются до конца работы. Возможности аэробного окисления более высоки, однако они все же отстают от анаэробных процессов. Сравнительно большой уровень потребления кислорода несколько отстает от кислородного запроса организма, поэтому накопление кислородного долга все же происходит. К концу работы он бывает значителен. Значительны и сдвиги в химизме крови и мочи.
Зона умеренной мощности. Это уже сверхдлинные дистанции. Работа умеренной мощности характеризуется устойчивым состоянием, с чем связано усиление дыхания и кровообращения пропорционально интенсивности работы и отсутствие накопления продуктов анаэробного распада. При многочасовой работе наблюдается значительный общий расход энергии, что уменьшает углеводные ресурсы организма.
Итак, в результате повторных нагрузок определенной мощности на тренировочных занятиях организм адаптируется к соответствующей работе благодаря совершенствованию физиологических и биохимических процессов, особенностей функционирования систем организма. Повышается КПД при выполнении работы определенной мощности, повышается тренированность, растут спортивные результаты.
5.9.Энергозатраты при физических нагрузках разной
интенсивности
Чем больше мышечная работа, тем сильнее возрастает расход энергии.
В лабораторных условиях, в опытах с работой на велоэргометре, при точно определенной величине мышечной работы и точно измеренном сопротивлении вращению педалей была установлена прямая (линейная) зависимость расхода энергии от мощности работы, регистрируемой в килограммометрах или ваттах. Вместе с тем было выявлено, что не вся энергия, расходуемая человеком при совершении механической работы, используется непосредственно на эту работу, ибо большая часть энергии теряется в виде тепла. Известно, что отношение энергии, полезно затраченной на работу, ко всей израсходованной энергии называется коэффициентом полезного действия (КПД). Считается, что наибольший КПД человека при привычной для него работе не превышает 0,30—0,35. Следовательно, при самом экономном расходе энергии в процессе работы общие энергетические затраты организма минимум в 3 раза превышают затраты на совершение работы. Чаще же КПД равен 0,20—0,25, так как нетренированный человек тратит на одну и ту же работу больше энергии, чем тренированный. Так, экспериментально установлено, что при одной и той же скорости передвижения разница в расходе энергии между тренированным спортсменом и новичком может достигать 25—30%.
Общее представление о расходе энергии (в ккал) во время прохождения разных дистанций дают следующие цифры, определенные известным физиологом спорта B.C. Фарфелем.
Бег легкоатлетический, м Плавание, м
100- 18 100- 50
200- 25 200- 80
400- 40 400- 150
800 — ’60 Лыжные гонки, км
1500- 100 10- 550
3000- 210 30- 1800
5000- 310 50- 3600
10 000 — 590 Велогонки, км
42 195 — 2300 1-55
Бег на коньках, м 10 — 300
500- 35 20- 500
1500- 65 50- 1100
5000- 200 100- 2300
10 000 — 410
Г.В. Барчукова и С.Д. Шпрах сравнивают энергетическую «стоимость» различных проявлений спортивной и бытовой дыхательной деятельности (в расчете ккал/мин).
Двигательная деятельность ккал/мин
Лыжи ………………………………….. 10,0-20,0
Бег по пересеченной местности ……. 10,6
Футбол …………………………………………. 8,8
Теннис …………………………………… 7,2-10,0
Настольный теннис …………….. 6,6—10,0
С ориентацией на мощность и расход энергии были установлены зоны относительной мощности в циклических видах спорта (табл. 5.5).
|
Таблица 5.5. Зоны относительной мощности в спортивных упражнениях (по B.C. Фарфелю, Б.С. Гиппенрейтеру) | ||
|
Степень мощности |
Продолжительность работы |
Виды физических упражнений при рекордном выполнении |
|
Максимальная Субмакси-мальная (ниже максималь-ной) Большая Умеренная |
От 20 до 25 с От 25 с до 3-5 мин От 3-5 до 30 мин Св. 30 мин |
Бег 100 и 200 м. Плавание 50 м. Велогонка 200 м с хода Бег 400, 800, 1000,1500 м. Плавание 100, 200, 400 м. Бег на коньках 500, 1500, 3000 м. Велогонки 300,1000. 2000, 3000 и 4000 м Бег 2, 3, 5, 10 км. Плавание 800, 1500 м. Бег на коньках 5, 10 км. Велогонки 5000,10 000, 20 000 м Бег 15 км и более. Спортивная ходьба 10 км и более. Бег на лыжах 10 км и более. Велогонки 100 км и более |
Эти четыре зоны относительной мощности предполагают деление множества, различных дистанций на четыре группы: короткие, средние, длинные и сверхдлинные.
В чем же суть разделения физических упражнений по зонам относительной мощности и как это группирование дистанций связано с энергозатратами при физических нагрузках разной интенсивности?
Во-первых, мощность работы прямо зависит от ее интенсивности. Во-вторых, высвобождение и расход энергии преодоления дистанций, входящих в различные зоны мощности, имеют существенно отличающиеся физиологические характеристики.
Зона максимальной мощности. В ее пределах может выполняться работа, требующая предельно быстрых движений. Ни при какой другой работе не освобождается столько энергии, сколько при работе с максимальной мощностью. Кислородный запрос в единицу времени самый большой, потребление организмом кислорода незначительно. Работа мышц совершается почти полностью за счет бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос организма удовлетворяется уже после работы, т.е. запрос во время работы почти равен кислородному долгу. Дыхание незначительно: на протяжении тех 10—20 с, в течение которых совершается работа, спортсмен либо не дышит, либо делает несколько коротких вдохов. Зато после финиша дыхание его еще долго усилено, в это время погашается кислородный долг. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы. Однако минутный объем крови увеличивается ненамного, потому что не успевает вырасти систолический объем сердца.
Зона субмаксимальной мощности. В мышцах протекают не только анаэробные процессы, но и процессы аэробного окисления, доля которого увеличивается к концу работы из-за постепенного усиления кровообращения. Интенсивность дыхания также все время возрастает до самого конца работы. Процессы аэробного окисления хотя и возрастают на протяжении работы, все же отстают от процессов бескислородного распада. Все время прогрессирует кислородная задолженность.
Кислородный долг к концу работы больше, чем при максимальной мощности. В крови происходят большие химические сдвиги.
К концу работы в зоне субмаксимальной мощности резко усиливается дыхание и кровообращение, возникает большой кислородный долг и выраженные сдвиги в кислотно-щелочном и водно-солевом равновесии крови. Возможно повышение температуры крови на 1—2 градуса, что может влиять на состояние нервных центров.
Зона большой мощности. Интенсивность дыхания и кровообращения успевает уже в первые минуты работы возрасти до очень больших величин, которые сохраняются до конца работы. Возможности аэробного окисления более высоки, однако они все же отстают от анаэробных процессов. Сравнительно большой уровень потребления кислорода несколько отстает от кислородного запроса организма, поэтому накопление кислородного долга все же происходит. К концу работы он бывает значителен. Значительны и сдвиги в химизме крови и мочи.
Зона умеренной мощности. Это уже сверхдлинные дистанции. Работа умеренной мощности характеризуется устойчивым состоянием, с чем связано усиление дыхания и кровообращения пропорционально интенсивности работы и отсутствие накопления продуктов анаэробного распада. При многочасовой работе наблюдается значительный общий расход энергии, что уменьшает углеводные ресурсы организма.
Итак, в результате повторных нагрузок определенной мощности на тренировочных занятиях организм адаптируется к соответствующей работе благодаря совершенствованию физиологических и биохимических процессов, особенностей функционирования систем организма. Повышается КПД при выполнении работы определенной мощности, повышается тренированность, растут спортивные результаты.
Энергозатраты при физических нагрузках разной интенсивности
⇐ ПредыдущаяСтр 21 из 33Следующая ⇒
Энергозатраты и, следовательно, потребность в энергии у здорового человека при нормальной физической нагрузке складываются из четырех главных параметров. Прежде всего — это основной обмен. Он характеризуется потребностью в энергии человека, находящегося в покое, до приема пищи, при нормальной температуре тела и температуре окружающей среды 20 °С. Основной обмен служит для поддержания важных функций систем жизнеобеспечения организма: 60% энергии расходуется на производство тепла, остальное — на работу сердца и кровеносной системы, дыхание, работу почек и мозга. Основной обмен подвержен лишь незначительным колебаниям. Регуляция основного обмена осуществляется с помощью гормонов и через вегетативную нервную систему. Его величину определяют путем измерения количества выделяемого тепла (прямая калориметрия) или путем регистрации потребления кислорода и выделения углекислого газа (непрямая калориметрия).
Второй после основного обмена составляющей энерготрат организма являются так называемые регулируемые затраты энергии. Они соответствуют потребности энергии, используемой на работу сверх основного обмена. Любой вид мышечной деятельности, даже изменение положения тела (из положения лежа в положение сидя), увеличивает энергозатраты организма. Изменение величины потребления энергии определяется продолжительностью, интенсивностью и характером мышечной работы. Поскольку физическая нагрузка может иметь различный характер, энерготраты подвержены значительным колебаниям.
Энергозатраты у спортсмена определяются еще большим числом составляющих:
— климато-географические условия тренировки;
— объем тренировки;
— интенсивность тренировки;
— вид спорта;
— частота тренировок;
— состояние при тренировке;
— специфическое динамическое действие пищи;
— температура тела спортсмена;
— профессиональная деятельность;
— пол;
— повышенный основной обмен;
— потери на пищеварение.
Чем больше мышечная работа, тем сильнее возрастает расход энергии.
В опытах с работой на велоэргометре, при точно определенной величине мышечной работы и точно измеренном сопротивлении вращению педалей была установлена прямая (линейная) зависимость расхода энергии от мощности работы, регистрируемой в килограммометрах или ваттах. Вместе с тем было выявлено, что не вся энергия, расходуемая человеком при совершении механической работы, используется непосредственно на эту работу, ибо большая часть энергии теряется в виде тепла. Известно, что отношение энергии, полезно затраченной на работу, ко всей израсходованной энергии называется коэффициентом полезного действия (КПД). Считается, что наибольший КПД человека при привычной для него работе не превышает 0,30—0,35. Следовательно, при самом экономном расходе энергии в процессе работы общие энергетические затраты организма минимум в 3 раза превышают затраты на совершение работы. Чаще же КПД равен 0,20—0,25, так как нетренированный человек тратит на одну и ту же работу больше энергии, чем тренированный.
С ориентацией на мощность и расход энергии были установлены зоны относительной мощности в циклических видах спорта (табл. 5).
Эти четыре зоны относительной мощности предполагают деление множества, различных дистанций на четыре группы: короткие, средние, длинные и сверхдлинные.
В чем же суть разделения физических упражнений по зонам относительной мощности и как это группирование дистанций связано с энергозатратами при физических нагрузках разной интенсивности?
Во-первых, мощность работы прямо зависит от ее интенсивности. Во-вторых, высвобождение и расход энергии преодоления дистанций, входящих в различные зоны мощности, имеют существенно отличающиеся физиологические характеристики.
Таблица 5
Зоны относительной мощности в спортивных упражнениях (по B.C. Фарфелю, Б.С. Гиппенрейтеру)
| Степень мощности | Продолжительность работы | Виды физических упражнений при рекордном выполнении |
| Максимальная | от 20 до 25 с | Бег 100 и 200 м. Плавание 50 м. Велогонка 200 м с хода |
| Субмаксимальная | от 25 с до 3-5 мин | Бег 400, 800, 1000,1500 м. Плавание 100, 200, 400 м. Бег на коньках 500, 1500, 3000 м. Велогонки 300 — 4000 м |
| Большая | от 3-5 до 30 мин | Бег 2, 3, 5, 10 км. Плавание 800, 1500 м. Бег на коньках 5, 10 км. Велогонки 5 — 20 км |
| Умеренная | свыше 30 мин | Бег 15 км и более. Спортивная ходьба 10 км и более. Велогонки 100 км и более |
Зона максимальной мощности. В ее пределах может выполняться работа, требующая предельно быстрых движений. Продолжительность этой работы обычно не превышает 20 сек. При такой максимальной работе явления утомления наступают уже через 10-15 сек., что проявляется в некотором снижении интенсивности. Ни при какой другой работе не освобождается столько энергии, сколько при работе с максимальной мощностью. Кислородный запрос в единицу времени самый большой, потребление организмом кислорода незначительно. Работа мышц совершается почти полностью за счет бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос организма удовлетворяется уже после работы, т.е. запрос во время работы почти равен кислородному долгу. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы. Однако минутный объем крови увеличивается ненамного, потому что не успевает вырасти систолический объем сердца.
Зона субмаксимальной мощности. Предельная ее продолжительность не менее 20-30 сек., но не более 3-5 мин. При такой работе образуется значительное количество молочной кислоты, которая растворяется в крови. Помимо анаэробных процессов, интенсивно развертывающихся при этой работе, включаются также и аэробные процессы. Резко усиливаются дыхание и кровообращение. Это обеспечивает увеличение количества кислорода, притекающего с кровью к мышцам. Потребление кислорода непрерывно возрастает, но максимальных величин оно достигает почти в конце работы. Образующийся кислородный долг очень велик — он значительно больше, чем после работы максимальной мощности, что объясняется продолжительностью работы.
Зона большой мощности. Она характеризуется длительностью не менее 3-5 мин. и не более 20-30 мин. Здесь уже вполне достаточно времени для того, чтобы дыхание и кровообращение могли усилиться в полной мере. Поэтому работа, выполняемая через несколько минут после старта, происходит при потреблении кислорода, близком к максимально возможному. Вместе с тем кислородный запрос при такой работе больше, чем возможное потребление кислорода. Интенсивность анаэробных процессов превышает интенсивность аэробных реакций. В связи с этим в мышцах накапливаются продукты анаэробного распада, и происходит образование кислородного долга.
Во время работы большой интенсивности заметную роль играют выделительные процессы. Потоотделение, усиливающееся в первые минуты работы, полностью включается в терморегуляторную функцию, предохраняя организм от перегревания. Помимо этого, с потом удаляется часть молочной кислоты и других продуктов обмена, поступивших из мышц в кровь.
Зона умеренной мощности. Она может продолжаться от 20-30 мин. до нескольких часов. Особенностью, отличающей зону умеренной интенсивности от всех трех вышеперечисленных зон, является наличие устойчивого состояния (равенство величин кислородного запроса и потребления кислорода). Лишь в начале работы кислородный запрос превышает потребление кислорода. Однако уже через несколько минут потребление кислорода достигает уровня кислородного запроса. Накопление молочной кислоты при устойчивом состоянии отсутствует или же невелико. Функции дыхания и кровообращения увеличены сильно, однако не максимально.
Длительная работа умеренной интенсивности, сопровождающаяся сильным потоотделением, вызывает большие потери воды из организма, и потерю веса (до 0,8-1 кг в 1 час).
Итак, в результате повторных нагрузок определенной мощности на тренировочных занятиях организм адаптируется к соответствующей работе благодаря совершенствованию физиологических и биохимических процессов, особенностей функционирования систем организма. Повышается КПД при выполнении работы определенной мощности, повышается тренированность, растут спортивные результаты.
Рекомендуемые страницы: