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Medidas de trabalho, potência e dispêndio energético no exercício.

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Apresentação em tema: "Medidas de trabalho, potência e dispêndio energético no exercício."— Transcrição da apresentação:

1 Medidas de trabalho, potência e dispêndio energético no exercício

2 Objetivos da aula A final da aula, você deverá ser capaz de: - Definir trabalho, potência, energia e eficiência - Realizar os procedimentos básicos para calcular o trabalho e potência em exercícios no cicloergômetro e na esteira Descrever os fundamentos de medição do dispêndio energético através da calorimetria direta e indireta -Descrever os fundamentos de medição do dispêndio energético através da calorimetria direta e indireta -Discutir os procedimentos para cálculo do dispêndio energético durante o deslocamento horizontal na caminhada e corrida Definir: a) kpm, b) VO2 relativo, c) MET e d) expirometria de circuito aberto -Definir: a) kpm, b) VO2 relativo, c) MET e d) expirometria de circuito aberto - Descrever os procedimentos usados para calcular a eficiência bruta no exercício em estado estável

3 Introdução n Aplicações de medidas de trabalho, potência e dispêndio energético – Necessidades energéticas para prescrição de dietas – Avaliar aptidão física

4 UNIDADES SI Unidades Unidades SI Massa Quilograma (kg) Distância Metros (m) Tempo Segundos (s) Força Newton (N) Trabalho Joule (J) Energia Joule (J) Quilocaloria (Kcal) Potência Watt (W) Velocidade Metros por segundo (m. s -1 ) Torque Newtons metro (N.m)

5 Balanço energético no organismo Energia no alimento = Energia liberada (calor) + Energia liberada (trabalho) ± Energia armazenada (gordura)

6 Energia no exercício Energia Química Trabalho Interno Trabalho Externo Útil Calor Trabalho não aproveitado

7 Energia no exercício Energia Química Trabalho Interno Trabalho Externo Útil Calor Trabalho não aproveitado

8 Mensuração do Trabalho e da Potência n Ergometria: Mensuração do trabalho externo realizado n Ergômetro: Aparelho ou dispositivo utilizados para mensurar um tipo especifico de trabalho

9 Trabalho e potência n Trabalho –T = F x D »onde T: trabalho »F: Força »D: distância n Unidade de medida –J: joule –cal: caloria –kgm ou kpm: kilograma metro ou kilopound metro n Potência –P= F x D / t »onde t = tempo n Unidade de medida –W: watt=J/s –kcal/min: –kgm/min ou kp/min:

10 Cálculo de trabalho e potência n Cicloergômetro (Monark) –Duração do exercício = 10 min –Resistência = 2,0 kp –Distância por volta = 6 m –Cadência = 50 rpm n Qual o trabalho ? n Qual a potência ? n Trabalho –T = F x d –T = 2,0 kp x 10 min x 6 m x 50/min = kpm –T = x 10 m/s 2 = 60 KJ n Potência –P = kpm/10 min = 600 kpm/min

11 Cálculo de trabalho e potência n Esteira –Não existe trabalho horizontal, somente vertical –Peso = 70 kg –Velocidade = 12 km/h –Inclinação = 7,5 % –Tempo de exercício = 10 min n Distância vertical (Dv) –Dv = 10 min x 12000m/60min x 0,075 –Dv = 150 m n Trabalho –T=70 kg x 150 m = kpm –T= kpm x 10 m/s 2 =105 KJ n Potência –P = kpm/10 min = kpm/min –P = J/600 s = 175 w

12 Energia no exercício Energia Química Trabalho Interno Trabalho Externo Útil Calor Trabalho não aproveitado

13 Princípios de calorimetria n Calorimetria direta: –Mede calor produzido pelo corpo –energia produzida pela combustão de alimentos é igual ao calor liberado Água Ar O 2 consumido Termômetro

14 Calorimetria indireta de circuito aberto n Princípio: –calorias fornecidas por combustão de oxigênio depende do nutriente

15 Equivalente calórico de carboidratos e gorduras n Carboidratos –C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O –QR = VCO 2 /VO 2 = 6/6 = 1 –1 g CHO produz 4 Kcal –1 l O 2 produz 5,05 Kcal n Gorduras –C 16 H 32 O O 2 16 CO H 2 O - 1 g Gordura produz 9 Kcal - 1 g Gordura produz 9 Kcal - l l O 2 produz 4,7 Kcal – QR =VCO 2 /VO 2 = 16/23 = 0,70

16 Relação QR e energia produzida por litro de O 2 n Quantas Kcal de energia são produzidos quando: –QR=0,7 –QR=1,0 n Qual o combustível que utilizamos nas condições acima ? n Quantas Kcal são produzidas quando utilizamos 1 l de O 2 para oxidar: –Gordura ? –Carboidratos ? n Qual combustível produz mais energia por litro de O 2 ?

17 Exercício: Qual o dispendio energético ? n Dados –Duração 4 min –Expirometria em estado estável »VO 2 =2 l/min »VCO 2 =1,92 l/min –Calcule o QR –Quantas Kcal nos 4 min ? –Qual a proporção de energia de CHO ? E de gordura ? QR% Carboidratos% GorduraKcal/l O2 0,700%100%4,70 0,727%93%4,72 0,7413%87%4,75 0,7620%80%4,77 0,7827%73%4,79 0,8033%67%4,82 0,8240%60%4,84 0,8447%53%4,86 0,8653%47%4,89 0,8860%40%4,91 0,9067%33%4,93 0,9273%27%4,96 0,9480%20%4,98 0,9687%13%5,00 0,9893%7%5,03 1,00100%0%5,05

18 Cálculo de despêndio energético n % CHO = 100. [(R-0,707)/(1,00-0,707)] n % Gordura = 100. [(1-R)/(1,000-0,707)] n Kcal/l O2 = 4,686. % gordura/ ,047. % CHO/100

19 Equivalente metabólico: EM ou MET n Em repouso: –1 MET = 3,5 ml O 2 / kg/min. n Dispêndio/h = MET x Peso corporal em kg –Ex: Caminhada a 4 km/h, 70 kg –DE=3 x 70 = 210 Kcal/h Ocupacionais Escrever Digitar Tocar instrumento musical Assentar tijolos Carpintaria Escavar Recreacionais Dirigir automóvel Equitação, caminhada Volei recreacional Dança de salão Basquetebol Handebol, frescobol Condicionamento Caminhada 4 km/h Exercícios calistênicos Trabalho doméstico Costurar Varrer Esfregar, em pé Lavar roupas pequenas Limpar janela Cuidados pessoais Repouso Trocar de roupa Tomar banho Descer escada 1,5 2,0 2,5 3,5 5,5 7,5 2,0 2,5 3,0 4,5 9,0 10,0 3,0 4,5 1,0 1,5 2,5 3,0 1,0 2,0 3,5 4,5

20 Energia no exercício Energia Química Trabalho Interno Trabalho Externo Útil Calor Trabalho não aproveitado

21 Eficiência mecânica n Eficiência Mecânica = Trabalho útil/ Energia utilizada n Ex: –Natação 2.9 a 9.4 % –Ciclismo: 24 a 34 %

22 Exemplo de cálculo de eficiência n Do exemplo da bicicleta –P = 600 kpm/min –VO2ss=1,5 l/min –Admitindo que 1 l O2 produz 5 Kcal ou 21 KJ n Dispêndio energético (DE) –DE = 1,5 l/min x 21 KJ/l –DE =31,5 KJ/min n Potência mecânica –P=600 kpm/min x 10 m/s 2 = 6000 J/min=6 KJ/min n Eficiência (e) –e =P/DE –e =6/31,5=19,0 %

23 Custo energético do exercício ou Economia de Corrida n Custo energético relaciona DE com medida de intensidade do exercício n P.ex: –VO 2 /velocidade de corrida –Kcal/watt n Exemplo: –Do cicloergômetro »VO 2 = 1,5 l/min »P = 600 kpm/min »CE = (1500 ml/min)/(600 kpm/min) = 2,5 mlO 2 /kpm VO2 estado estável VO2 relativo – peso corporal ml.kg -1.min -1

24 Energia no exercício Energia Química Trabalho Interno Trabalho Externo Útil Calor Trabalho não aproveitado

25 Alguns exemplos de custos n Cicloergômetro –VO 2 [mlO2/min]=12 mlO 2 /min/w x carga [watts] n Caminhada –DE [kcal] = 0,5 kcal/kg/km x distância [km] x peso [kg] n Corrida –DE [kcal] = 1,0 kcal/kg/km x distância [km] x peso [kg]

26 Algumas fórmulas comuns para cálculo de dispêndio energético n Caminhada na esteira (plano) –VO 2 [ml/(kg.min] = 0,1 ml/(kg.min) x velocidade [m/min] + 3,5 ml/(kg.min) {custo de repouso} »Este é o componente horizontal n Caminhada na esteira (inclinação) –VO 2 [ml/(kg.min)] = 1,8 ml/(kg.min) x velocidade [m/min] x inclinação [%] »Este é o componente vertical n Caminhada: –Dispêndio energético total = VO 2horizontal + VO 2 vertical

27 Dispêndio energético na bicicleta ergométrica n VO 2 [ml/min] = 3,5 ml/(kg.min) x peso corporal [kg] + 12 ml/(min.watt) x potência [watt] n Exemplo: –Carga: 2 kp –Velocidade: 30 km/h –Peso: 70 kg n Potência –P = F. V –V=30km/h/3,6=8,33 m/s –P = 2 kp x 10 m/s 2 x 8,33 m/s = 167 w n VO 2 = 3,5 ml/(kg.min) x 70 kg + 12 ml/(min.watt) x 167 w –VO2 = ml/min


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