Biomechanika bemutatója - 5. fejezet
5.7. Munka és teljesítmény az ember. ergometria
Munka és teljesítmény, amelyek jellemzőek egy személy számos tényezőtől függ. Ha rövid távú törekszik a személy lehet fejleszteni erejét több kilowatt. Például, ha egy 70 kg-os sportoló ugrik úgy, hogy a tömegközéppontja a felvetett 1 m (viszonyítva a normál sebesség), és a taszítás fázis időtartama 0,2 másodperc, fejleszti a teljesítménye mintegy 3,5 kW.
Ha megy állandó sebességgel sík terepen, és az ember működik, bár a mozgási energia nem változik. Ebben az esetben a energiát fordítunk elsősorban a rendszeres emelése a súlypont és a gyorsítás vagy lassítás a lábak. Része ez az energia fűtésére a test miatt a „ellenállás” a részek és a környezeti melegítő környezet. Például egy 70 kg-os személy gyalogos sebességgel 5 km / h van egy körülbelül 60 watt. Ezzel a kapacitás növekedésével rohamosan növekvő sebességgel, elérve a 200 W sebességgel 7 km / h. Kerékpározás közben emberi középső pozícióban a tömeg változás sokkal kisebb, mint amikor a gyaloglás, és felgyorsítja a lábak is kevesebb. Ezért a teljesítmény fordított, amikor a kerékpározás jelentősen kevesebb, mint 30 W sebességgel 9 km / h, 120 W 18 km / h.
Által végzett munka során az izmok aktív mozgás, az úgynevezett dinamikus. Ez a munka a mozgásához kapcsolódó testrészek. Abban az esetben, ha a személy megtartja pozícióját változatlan, de nincsenek ilyen mozgások, és nincs mozgás a munka minden erő nulla. Ezért úgy tűnhet, hogy egy személy áll még, hogy felesleges energiát. A tapasztalat azonban azt mutatja, hogy fenntartása a pozícióban sokáig okoz jelentős fáradtság. Még több fáradt ember tartja a súlyzó kinyújtott kezében. Ülő ember is úgy érzi, fáradt hátizmok és ágyék, ha a vállán, hogy tegye az árut. Ennek oka az a fáradtság (és ezért energia) áll a statikus terhelés, hogy pihenni ebben az esetben nyilvánvaló. Mivel a biológiai aktivitását az izmok egy személy mindig megfigyelhető fiziológiás tremor (remegés Latin -. Jitter). Így van egy finom szem nagyon kicsi és nagyon gyakori összehúzódása és ellazulása izmokat. Következésképpen az izmok folyamatosan munkát végezni (az ilyen munkák nevezzük statikus) és energiát fogyasztanak tartalék. Az izomerő csökken, és kellett egy kis szünetet kell visszaállítani. Ez magyarázza azt a tényt, hogy a férfi állt időről időre eltolódik a súlyát egyik lábáról a másikra.
A következő fogalmakat használja a sportban terminológia:
- a munka ritmusát - egy bizonyos szekvencia váltakozása munkaműveletek és azok egyes elemeit a tevékenység során;
- mértéke a munka - az egymást követő műveletekre egységnyi idő alatt.
A hatalom gyakran úgy definiálják, mint a sebesség, amellyel munkát vagy fordított energia.
Ergométerek. Mérni egy személy munkáját használt nevezett készülék ergométerekhez. Például egy ergométer mérésére hasznos teljesítmény és a munka kerékpározás közben. Ebből a célból, a perem, amely forgatja a tesztet, az acélszalagot dobni. A súrlódási erő az öv és a kerékabroncs mérjük egy próbapadon. Minden munka tesztet töltött leküzdésében súrlódás. Megszorozzuk a hossza a kerülete a kerék a súrlódási erő, megtalálni a végzett munka minden egyes fordulata alatt. Ismerve a sebesség és a vizsgálat ideje határozza meg a teljesítményét, és az átlagos teljesítmény.
futni energiát. Tegyük fel, hogy egy futó mozog állandó sebességgel egy vízszintes felületre. Az elvégzett munkát, ebben az esetben csökken leküzdeni a súrlódás és a légellenállás. Amikor fut akció súrlódás kicsi, de mégis, futó állandó sebességgel járó jelentős energia. Energia költenek a test mozgását fel és le a futó és taszítás méterre a földön. Ezen kívül a futó szervezet átalakítja az energiát hővé. További energia veszteség oka az, hogy a láb futó melynek tömege körülbelül 40 \% testsúly (lásd. Táblázat. 5.1), közben folyamatosan működik gyorsul és lassul. Ezért az elvégzett munkát a láb izmait, hogy a szervezet halad előre egy állandó sebességgel, nagy.
Az első közelítés, akkor feltételezhetjük, hogy a végzett munka által az izmok a futó egy lépésben, arányos a kinetikus energia fejt ki, hogy a lába, ami után nyomja el a föld előrehozott: A
mv2 (azaz - láb súly). Ugyanakkor a munka határozza meg a képlet A = F # 8729; d, ahol F - izomerő, d - a távolság, ahol az izmok ezt a munkát az egyes lépéseknél. Úgy tartják, hogy az erejét a izmok (F) arányos a tér a jellemző hossza (L2), és a tömeg (R) arányos a kocka a jellemző hossza (L3). Továbbá, a d távolság tehát arányosan L.,
Így feltételezhetjük, hogy a kamatláb, amely lehet támogatni futó, mérettől függetlenül. Közelítő értékeit sebességgel, amely elérheti az ember és néhány állat táblázatban mutatjuk be. 5.3.
Az emberek - akár futók. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a tömeg a emberi láb körülbelül 40 \% testtömeg és igényel jelentős mennyiségű energiát minden egyes fékezési és gyorsulási. A legtöbb állat van egy nagy sebességű vékony lábak, és a legtöbb koncentrálódnak a szervezetben. A nagy izmok a láb bizonyos állatok (oroszlán, tigris, nagymacskák) vannak kialakítva, ugró, de nem a gyors futás.
Speed állatok és emberek
Az ember korlátozott a munka mennyisége az általuk termelt nem csak az ehhez szükséges energiát, hanem a mértéke annak használatát, azaz a. E. teljesítmény. Például, egy személy lehet menni egy hosszú távolságot a lépcsőn, mielőtt kénytelen megállítani annak a ténynek köszönhető, hogy a töltött túl sok energiát. Azonban a nő a magas arány, akkor csökken a kimerültség, a törés csak egy kis része az utat. Ebben az esetben a korlátozás hozza elfogyasztott mennyiség energia t. E. a sebesség, amellyel egy személy miatt biokémiai folyamatok átalakítja a kémiai energiát mechanikai munkává élelmiszer. Az a tény, hogy az aktív test gyakran működik a szélén a maximális képességek, támogatja a különböző eseteket, ahol a sportolók a versenyeken könnyezés izmok, szalagok, inak.
Az energiafogyasztás a különböző emberi tevékenységek (közelítő érték)
Teljesítmény energia, W
Felkészülés osztályok
Gyakorlati órák (laboratóriumi munka)
néma olvasás
séta a sík úton sebesség 5 km / h
Power energy humán 70 kg testtömegű különböző tevékenységek és sportolás közben táblázatban mutatjuk be. 5.4 és 5.5
Energiafogyasztás férfi edzés közben gyakorlása csoportban