Энергетический обмен осуществляется в результате преобразования питательных веществ в энергию. Энергия используется для обеспечения функции мышц. Интенсивность энергопродукции организма в целом зависит от количества выделенной энергии (внешняя работа, тепло) и от количества запасенной энергии (депонирование питательных веществ, структурные преобразования) в единицу времени: общее количество выработанной энергии — это сумма внешней работы, тепловых потерь и запасенной энергии. Энергетический обмен выражают в килокалориях на единицу времени. Однако в Международной системе единиц (СИ) в качестве основной единицы энергии принят джоуль (Дж): 1 Дж = 1 Вт. 1 секунда =2,39·10-4 ккал; 1 ккал = 4187Дж = 4,187кДж 0,0042МДж. Отсюда следует, что 1 кДж/ч 0,28 Вт ( 0,239 ккал/ч) и 1 кДж/сут 0,012 Вт ( 0,239 ккал/сут). Механическая энергия передвижения человека обусловлена мощностью его мускулатуры и мощностью внешних факторов. Работа, развиваемая мышцами в определенный отрезок времени, соответствует изменению механической энергии тела, которая, в свою очередь, состоит из двух компонент: кинетической и потенциальной энергии тела. Кинетическую и потенциальную энергию при расчете определяют приблизительно по кинематике тела или по движению общего центра тяжести (ОЦТ) тела. Потенциальная энергия во время ходьбы меняется. Так, во время двойной опоры она минимальна и максимальна в момент вертикали (т. е. отталкивания от земли). Выявлено, что ко времени двойной опоры уменьшение потенциальной энергии приводит к возрастанию кинетической энергии тела к моменту вертикали (см. рис. 15.19). Таким образом, создаются условия для экономного расходования мышечной энергии. Расчет механической работы мышц в течение локомоторного цикла осуществляется методами прямой и непрямой калориметрии, или по количеству потребляемого кислорода.
Таблица 15.7 Расход энергии при различных видах спортивной деятельности (ккал) Виды спорта Мужчины Женщины Гимнастика, фехтование 3600—4200 3000-3600 Волейбол, баскетбол 4200—4500 3600-3800 Бегуны на короткие дистанции, прыгуны, метатели копья и диска 3700—4200 3200—3600 Бегуны на длинные дистанции 5000—5500 4200—4700 Бокс, борьба, тяжелая атлетика: в легком весе 4200-4500 3700-4000 среднем 4800—5000 4100-4500 тяжелом 5600—6000 4600—5200 Горные лыжи, прыжки с трамплина 4400—4600 3800—4100 Лыжные гонки 5200—5800 4200—4800 Коньки 4400—4800 3700—4100 Гребля 5200—5600 4200—4800 Плавание 4200-4800 3600-4100 Стрельба 3900-4300 3300-3600 Конный спорт 3800-4200 3400-3800 Велоспорт 5400-6000 4100-4600 Как видно на рис. 15.28, скорость энерготрат в зависимости от скорости локомоций растет нелинейно. Любая механическая работа мышц (мышцы) всегда требует затраты энергии, независимо от того, сокращается (или удлиняется) мышца, или она находится в изометрическом сокращении (табл. 15.7). Во время шагового цикла при ходьбе расход энергии меняется. Так, уменьшение механической энергии (работы) происходит в шаре при переднем толчке, когда мышцы ноги, преодолевая инерцию падающего вперед тела, тормозят его и преимущественно растягиваются ](см. рис. 15.19), а во время заднего толчка основная часть мышц сокращается и тем самым продвигается (перемещает) тело вперед. В другие фазы ходьбы активность мышц значительно снижена. Отмечено, что темп ходьбы, бега, длина шага коррелирует с длиной тела (т. е. с ростом и особенно с длиной ног), что в результате сопровождается довольно высокой корреляцией между энерготратами и весом идущего (или бегущего) человека (H.J. Ralston, 1958; С. Wyndham et al, 1971; W.H. Walt, C.H. Wyndham, 1973 и др.).
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Энергетика локомоций» з дисципліни «Біомеханіка»
