Затраты энергии при выполнении спортивных упражнений

Очерки нормальной диетологии

Целевая мощность при занятиях на тренажерах

Сообщение Меркатор » 26 окт 2019, 18:37

Данный пост не о том, сколько энергии тратится при выполнении физических упражнений, а том, сколько необходимо тратить, чтобы добиться желаемого эффекта и не навредить здоровью. Помимо килокалорий в час, нагрузка измеряется также в ваттах (при этом ватт – системная единица, а ккал/ч – несистемная), причем, когда говорят о ккал/ч, в виду имеется обычно метаболическая мощность, а говоря о ваттах, имеют в виду механическую мощность. Коэффициент полезного действия организма – это отношение механической работы к метаболической, выражаемые в одних единицах.

На панелях многих спортивных тренажеров, особенно премиум-класса, отображается мощность выполняемой работы, как правило, только в тех случаях, когда работа совершается путем преодоления внешней нагрузки (велотренажер, эллиптический тренажер, преодолевается сопротивление торможения маховика).

При ходьбе или беге на беговой дорожке работа совершается за счет циклического активного подъема (с последующим пассивным опусканием) своего центра тяжести, и нагрузка в ваттах обычно не отображается, выводится совершенная метаболическая работа в ккал, подсчитываемая на основе веса тренирующегося (который требуется ввести с панели тренажера до начала тренировки), скорости ленты и времени тренировки по заложенному в тренажер алгоритму.

Самое надежное в плане определения допустимой нагрузки при работе на тренажере – консультация кардиолога с проведением теста на тредмилле. По состоянию вашего здоровья будет дана рекомендация по допустимой нагрузке в форме объявления предельного значения пульса, при этом значение пульса для новичка является предельным, с которым допускается заниматься через несколько месяцев тренировок.

Но новичку, если он даже здоров, нужны какие-то рекомендации по безопасной первоначальной нагрузке и конечной нагрузке, достигаемой по мере роста тренированности. Общие принципы определения нагрузки понятны – человек с большей мышечной массой располагает бóльшими возможностями по развитию мощности, чем человек с меньшей мышечной массой, в то же время допустимая нагрузка уменьшается с возрастом (по известной формуле Карвонена максимальный пульс, а тем самым и нижняя/верхняя границы тренировочной пульсовой зоны, понижаются с возрастом).

Этим условиям отвечают приведенные ниже в таблице формулы оптимальной величины тренировочной нагрузки (в ваттах) в зависимости от пола (для женщин меньше, чем для мужчин) и регулярности тренировок (т.е., по сути, степени тренированности). Важно: в виду имеется именно мощность, отображаемая на мониторе тренажера, в ваттах.

Изображение

Возраст в годах, нормальный вес в кг. В формулы подставляется нормальный вес, а не фактический, поскольку для нормально развитого человека (не бодибилдера или пауэрлифтера) между количеством мышечной массы и нормальным весом существует довольно-таки жесткая зависимость, определяемая процентом жира в организме. Жировая масса никаких преимуществ в плане развития механической мощности не дает.

Оценим приемлемость формул с т.з. привычных для нас понятий и норм по нагрузкам, поскольку ватты – далеко не общепонятный индикатор нагрузки. Рассчитываем для мужчины-новичка в возрасте 35 лет при нормальном весе 65 кг.
Изображение
Именно это значение (50-55 Вт) необходимо выставить с панели тренажера перед занятием. Сравним эту нагрузку с нагрузкой при ходьбе или беге. Между калориями и единицами работы (джоулями) существует зависимость 1 ккал =4,187 кДж, отсюда:
53,3 Вт = 53,3 Дж/с=53,3 * 3600 Дж/ч=191900 Дж/ч=192 кДж/ч=192/4,187 ккал/ч=45,8 ккал/ч. С учетом КПД мышц ног (принимаем равным 25%, или 0,25) необходимо работать с метаболической мощностью 45,8/0,25=183 ккал/ч. Следует иметь в виду, что это мощность без учета основного обмена (который при весе мужчины 65 кг порядка 65 ккал/ч).

Сравним с ходьбой. При нормальном 65 кг берем идеальный случай – избыточного веса нет, фактический вес совпадает с нормальным. Вес в одежде и обуви порядка 68 кг, на 1 км пешей дистанции без учета основного обмена расходуется 68/2=34 (ккал). Чтобы затратить за час 183 ккал, необходимо идти со скоростью 183/34=5,4 (км/ч). Вполне вменяемое значение, всем приступающим к аэробным нагрузкам новичкам рекомендуется начинать не с бега, а ускоренной ходьбы (обычный темп ходьбы ≈ 4 км/ч), а скорость ходьбы выше 6-7 км/ч обычно вызывает затруднения, с такой скоростью бег энергетически более выгоден.

Переходим к бегу. На 1 км затрачивается 68 ккал, отсюда скорость бега 183/68=2,7 (км/ч). Теперь становится ясно, отчего новичку начинать с бега категорически не рекомендуется.

Повторим то же самое для регулярных занятий при хорошем уровне тренированности. Мощность 128 Вт, метаболическая мощность 440 ккал/ч. развить такую мощность при ходьбе невозможно, а для бега получаем необходимую скорость 6,5 км/ч. Оценка очень скромная, но скорость бега трусцой обычно и составляет 7-9 км/ч.

При ходьбе или беге никого не интересует развиваемая мощность, ориентироваться следует на скорость и пульс, но расчеты подкрепляют пригодность приведенных формул. Тренировки по мощности в последнее время очень распространены среди велогонщиков топ-класса, сопротивляются этим методам лишь ретрограды.

К любому велосипеду может быть приобретен компьютер с датчиком и дисплеем (называемый в быту мощемером, так переведено пауэрметр), стоимостью несколько сотен долларов, показывающий не только скорость и расход калорий, но и развиваемую мощность. Так, велогонщику рекомендуется держать при езде по равнине и в гору постоянную мощность 300 Вт. По нашим расчетам, для нашего бегуна это отвечает скорости 15,2 км/ч. Марафонец преодолел бы дистанцию 42,195 км за 2 часа 45 минут. Это мастер спорта. (МСМК = 2:32, КМС = 3:00). Ниже дисплей мощемера с индикацией мощности 275 Вт.

Изображение

Итак, при тренировках в фитнес-центре на вело- или эллиптических тренажерах имеет смысл контролировать развиваемую мощность, а из предлагаемых режимов (если вы не выполняете одну из зашитых в тренажер программ с переменной нагрузкой) выбирать не режим с постоянной нагрузкой (LEVEL, система поддерживает постоянство сопротивления маховика вращению в зависимости от выбранного уровня, при этом развиваемая мощность и расход калорий будут пропорциональны уровню нагрузки), а режим целевой мощности (устанавливаемый согласно таблице выше), при котором система авторегулирования поддерживает постоянство развиваемой мощности, скорость при этом можно во время работы произвольно менять, для внесения разнообразия.

На тренажерах существует и режим целевого пульса (лучший вариант без рукояток, с беспроводной передачей сигнала с нагрудного датчика), при этом нагрузка (и мощность) будут меняться в зависимости от текущего функционального состояния, скорость при этом также может выбираться произвольно.

Ниже приведен пример работы системы автоматического регулирования велотренажера при выставлении целевого пульса 130 уд/мин. Скорость вращения педалей (каденс) менялась с 35 об/мин, через 50 об/мин до 70об/мин каждые 10 минут, затем вновь была снижена до исходной 35 об/мин. Как видно по графику, частота пульса поддерживалась неизменной (в пределах ±5 уд/мин), несмотря на изменение скорости, с временем реагирования (установления, после первоначального скачка в сторону изменения скорости) порядка 2-3 минут.

Изображение
Меркатор
 
Сообщения: 103
Зарегистрирован: 20 июл 2017, 09:58

Пред.

Вернуться в Блог Виктора Меркатора

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

cron