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Medidas de trabalho, potência e dispêndio energético no exercício

Medidas de trabalho, potência e dispêndio energético no exercício. Objetivos da aula. A final da aula, você deverá ser capaz de:. Definir trabalho, potência, energia e eficiência

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Medidas de trabalho, potência e dispêndio energético no exercício

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Presentation Transcript

  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 -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 - Descrever os procedimentos usados para calcular a eficiência bruta no exercício em estado estável

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

  4. UNIDADES SI

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

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

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

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

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

  10. Cicloergômetro (Monark) Duração do exercício = 10 min Resistência = 2,0 kp Distância por volta = 6 m Cadência = 50 rpm Qual o trabalho ? Qual a potência ? Trabalho T = F x d T = 2,0 kp x 10 min x 6 m x 50/min = 6.000 kpm T = 6.000 x 10 m/s2 = 60 KJ Potência P = 6.000 kpm/10 min = 600 kpm/min Cálculo de trabalho e potência

  11. Esteira Não existe trabalho horizontal, somente vertical Peso = 70 kg Velocidade = 12 km/h Inclinação = 7,5 % Tempo de exercício = 10 min Distância vertical (Dv) Dv = 10 min x 12000m/60min x 0,075 Dv = 150 m Trabalho T=70 kg x 150 m = 10.500 kpm T=10.500 kpm x 10 m/s2=105 KJ Potência P = 10.500 kpm/10 min = 1.050 kpm/min P = 105.000 J/600 s = 175 w Cálculo de trabalho e potência

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

  13. Termômetro Ar Água O2 consumido Princípios de calorimetria • Calorimetria direta: • Mede calor produzido pelo corpo • energia produzida pela combustão de alimentos é igual ao calor liberado

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

  15. Carboidratos C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O QR = VCO2/VO2= 6/6 = 1 1 g CHO produz 4 Kcal 1 l O2 produz 5,05 Kcal Gorduras C16H32O2 + 23 O2 16 CO2 + 23 H2O Equivalente calórico de carboidratos e gorduras • QR =VCO2/VO2= 16/23 = 0,70 -1 g Gordura produz 9 Kcal - l l O2 produz 4,7 Kcal

  16. Relação QR e energia produzida por litro de O2 • Quantas Kcal de energia são produzidos quando: • QR=0,7 • QR=1,0 • Qual o combustível que utilizamos nas condições acima ? • Quantas Kcal são produzidas quando utilizamos 1 l de O2 para oxidar: • Gordura ? • Carboidratos ? • Qual combustível produz mais energia por litro de O2 ?

  17. QR % Carboidratos % Gordura Kcal/l O2 0,70 0% 100% 4,70 0,72 7% 93% 4,72 0,74 13% 87% 4,75 0,76 20% 80% 4,77 0,78 27% 73% 4,79 0,80 33% 67% 4,82 0,82 40% 60% 4,84 0,84 47% 53% 4,86 0,86 53% 47% 4,89 0,88 60% 40% 4,91 0,90 67% 33% 4,93 0,92 73% 27% 4,96 0,94 80% 20% 4,98 0,96 87% 13% 5,00 0,98 93% 7% 5,03 1,00 100% 0% 5,05 Exercício: Qual o dispendio energético ? • Dados • Duração 4 min • Expirometria em estado estável • VO2=2 l/min • VCO2=1,92 l/min • Calcule o QR • Quantas Kcal nos 4 min ? • Qual a proporção de energia de CHO ? E de gordura ?

  18. Cálculo de despêndio energético • % CHO = 100 . [(R-0,707)/(1,00-0,707)] • % Gordura = 100 . [(1-R)/(1,000-0,707)] • Kcal/l O2 = 4,686 . % gordura/100 + 5,047 . % CHO/100

  19. Trabalho doméstico Recreacionais Ocupacionais Costurar 1,0 Dirigir automóvel 2,0 Escrever 1,5 Varrer 1,5 Equitação, caminhada 2,5 Digitar 2,0 Esfregar, em pé 2,5 Volei recreacional 3,0 Tocar instrumento musical 2,5 Lavar roupas pequenas 2,5 Dança de salão 4,5 Assentar tijolos 3,5 Limpar janela 3,0 Basquetebol 9,0 Carpintaria 5,5 Handebol, frescobol 10,0 Escavar 7,5 Cuidados pessoais Condicionamento Repouso 1,0 Caminhada 4 km/h 3,0 Trocar de roupa 2,0 Exercícios calistênicos 4,5 Tomar banho 3,5 Descer escada 4,5 Equivalente metabólico: EM ou MET • Em repouso: • 1 MET = 3,5 ml O2/ kg/min. • Dispêndio/h = MET x Peso corporal em kg • Ex: Caminhada a 4 km/h, 70 kg • DE=3 x 70 = 210 Kcal/h

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

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

  22. Do exemplo da bicicleta P = 600 kpm/min VO2ss=1,5 l/min Admitindo que 1 l O2 produz 5 Kcal ou 21 KJ Dispêndio energético (DE) DE = 1,5 l/min x 21 KJ/l DE =31,5 KJ/min Potência mecânica P=600 kpm/min x 10 m/s2 = 6000 J/min=6 KJ/min Eficiência (e) e =P/DE e =6/31,5=19,0 % Exemplo de cálculo de eficiência

  23. Custo energético relaciona DE com medida de intensidade do exercício P.ex: VO2/velocidade de corrida Kcal/watt Exemplo: Do cicloergômetro VO2 = 1,5 l/min P = 600 kpm/min CE = (1500 ml/min)/(600 kpm/min) = 2,5 mlO2/kpm Custo energético do exercício ou Economia de Corrida • VO2 estado estável • VO2 relativo – peso corporal ml.kg -1.min-1

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

  25. Alguns exemplos de custos • Cicloergômetro • VO2[mlO2/min]=12 mlO2/min/w x carga [watts] • Caminhada • DE [kcal] = 0,5 kcal/kg/km x distância [km] x peso [kg] • Corrida • DE [kcal] = 1,0 kcal/kg/km x distância [km] x peso [kg]

  26. Algumas fórmulas comuns para cálculo de dispêndio energético • Caminhada na esteira (plano) • VO2 [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 • Caminhada na esteira (inclinação) • VO2 [ml/(kg.min)] = 1,8 ml/(kg.min) x velocidade [m/min] x inclinação [%] • Este é o componente vertical • Caminhada: • Dispêndio energético total = VO2horizontal + VO2vertical

  27. VO2[ml/min] = 3,5 ml/(kg.min) x peso corporal [kg] + 12 ml/(min.watt) x potência [watt] Exemplo: Carga: 2 kp Velocidade: 30 km/h Peso: 70 kg Potência P = F . V V=30km/h/3,6=8,33 m/s P = 2 kp x 10 m/s2 x 8,33 m/s = 167 w VO2 = 3,5 ml/(kg.min) x 70 kg + 12 ml/(min.watt) x 167 w VO2 = 2.249 ml/min Dispêndio energético na bicicleta ergométrica

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