Cilvēka lielākā efektivitāte nepārsniedz. Enerģijas patēriņš dažādas intensitātes fiziskās aktivitātes laikā. Dzirde, smarža, tauste

Enerģētiskā un veģetatīvā muskuļu darba nodrošināšana

Enerģijas patēriņu muskuļu darbības laikā var ņemt vērā un izmērīt diezgan pilnībā. Enerģijas izmaksas ir atkarīgas no slodzes intensitātes un apjoma. Kopējās enerģijas izmaksas veido organisma dzīvībai svarīgās aktivitātes uzturēšanai nepieciešamās enerģijas izmaksas; enerģijas izmaksas, lai nodrošinātu darbu veicošo skeleta muskuļu kontrakciju; papildu enerģijas izmaksas sirds un asinsvadu, elpošanas un citu sistēmu pastiprinātai darbībai muskuļu aktivitātes laikā; pastāvīgas enerģijas izmaksas, lai saglabātu stāju; pieaugošās enerģijas izmaksas ķermeņa iekšējās vides normalizēšanai, kas mainās muskuļu slodzes ietekmē.

Tikai dažos gadījumos ir iespējams kvantitatīvi noteikt katru no šīm enerģijas izmaksu sastāvdaļām. Visu fizioloģisko sistēmu darbības izmaiņu galvenā nozīme muskuļu darba laikā ir nodrošināt nepieciešamo enerģijas izmaksu līmeni katrā no uzskaitītajām sastāvdaļām.

veģetatīvās sistēmas. Ķermeņa fizioloģiskās sistēmas, kas nodrošina tā normālu darbību atpūtas un muskuļu aktivitātes apstākļos, sauc par veģetatīvām. Tie ietver elpošanu, cirkulāciju, gremošanu, izdalīšanos utt. Muskuļu darba laikā visu veģetatīvo sistēmu darbība mainās tā, lai radītu vislabākos apstākļus strādājošo muskuļu apgādāšanai ar enerģiju, kā arī līdz minimumam samazinātu tās negatīvās izmaiņas organisma iekšējā vidē, kas rodas intensīvu vielmaiņas procesu rezultātā. muskuļos. Veģetatīvo sistēmu darbības atbilstību organisma vajadzībām nodrošina nervu un humorālā regulācija.

Darba intensitāte, W

Rīsi. 39. Vecuma un dzimuma atšķirības sirdsdarbības atkarībā no slodzes līmeņa

Autonomo sistēmu reakcija uz slodzi. Ja slodze uz muskuļiem pamazām palielinās, t.i. palielinās ārējā mehāniskā darba jauda, ​​tad attiecīgi palielinās skābekļa patēriņš, asins plūsmas ātrums, plaušu ventilācija u.c. Lielākā daļa ķermeņa autonomo sistēmu darbības rādītāju lineāri ir atkarīgi no slodzes jaudas, t.i., jaudas palielināšanās par kādu konkrētu vērtību noved pie atbilstoša, vienmēr tāda paša pieauguma tādiem rādītājiem kā, piemēram, skābekļa patēriņš. , pulsa ātrums utt. (39. att.) . Tomēr tas ir taisnība tikai tad, ja šādi mērījumi tiek veikti darbības laikā līdzsvara stāvoklī, t.i., ne mazāk kā 2-3 minūtes pēc slodzes sākuma vai nākamās tās palielināšanas. Šīs 2-3 minūtes nepieciešamas, lai organisms regulētu veģetatīvo funkciju aktivitātes līmeni atbilstoši skeleta muskuļu enerģijas rezervei.

Lineārā sakarība starp slodzes lielumu un ķermeņa fizioloģisko sistēmu darbību ļauj novērtēt slodzes intensitāti pēc pulsa ātruma vai skābekļa patēriņa lieluma, kad tiek stingri mērīts darba jauda. neiespējami. Un otrādi, zinot slodzes lielumu, ir iespējams paredzēt konkrētas fizioloģiskās sistēmas aktivitātes līmeni. Tas jo īpaši balstās uz "fiziskās veiktspējas ar impulsu 170 sitieniem / min" mērīšanas metodi (saīsināti - FR 170 vai PWC 170 - saskaņā ar angļu vārdu "fizisks", "darbs" pirmajiem burtiem. , "spēja"). Šis paņēmiens ir šāds: subjekts pārmaiņus veic divus slodzes ziņā atšķirīgus uzdevumus, un abas reizes viņa pulss tiek mērīts līdzsvara stāvoklī, t.i. ne agrāk kā 3 minūtes pēc darba sākuma. Iegūtās vērtības tiek atzīmētas grafikā ar punktiem, un pēc tam caur tiem tiek novilkta taisna līnija un tiek atrasts tās krustošanās punkts ar taisni, kas atspoguļo pulsa ātrumu 170 sitieni / min. Nolaižot perpendikulu no krustošanās punkta uz abscisu asi ar uzliktajām slodzes jaudas vērtībām (40. att.), iegūst rezultātu, kas izteikts jaudas vienībās. Tā būs PWC I 70 vērtība. Grafikas vietā varat izmantot PWC I 70 aprēķināšanas metodi pēc formulas, kuras pamatā ir taisnas līnijas vienādojums. Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas rekomendācijām PWC I 70 tests vai tā analogs (PWC I 50 , PWC I 30 u.c.) tiek veikts visos gadījumos, kad nepieciešams noteikt personas fizisko stāvokli un raksturot. viņa fizisko veselību.

Rīsi. 40. PWC I grafiskās definīcijas diagramma 70

f 0 - impulss pie pirmās slodzes; f n - impulss pie otrās slodzes; O u N- pirmās un otrās slodzes jauda. Bultiņas norāda PVC I 70 vērtību jaudas skalā

Skolas vecuma bērniem un pusaudžiem PWC170 definīciju var nedaudz vienkāršot, jo divu slodžu vietā ir atļauts iestatīt tikai vienu, taču obligāti pulsam jāsasniedz 140 sitieni minūtē vai vairāk. Tad diagrammas otrais punkts var atzīmēt miera impulsa vērtību. Pirmsskolas vecuma bērniem, kas jaunāki par 6 gadiem, nav iespējams pareizi izmērīt PWC I 70 vērtību, jo viņi nevar uzturēt stabilu savu autonomo funkciju darbības stāvokli.

Mērīšana PWC I 70 - vienkārša un efektīva metodeķermeņa funkcionālo spēju novērtējums, strādājot mērenas un lielas jaudas zonās, kurās tiek veikta ķermeņa galvenā darbība. Lai gan šajā testā izmērītā vērtība ir pulsa ātrums, visas ķermeņa skābekļa transportēšanas sistēmas sastāvdaļas tiek novērtētas kompleksā. Atkāpes no normas jebkurā no svarīgākajām sistēmām - asinsriti, elpošanu, motorisko aparātu - uzreiz parādīsies ievērojami zemākās PWC I 70 vērtībās. Gluži pretēji, gandrīz jebkura veida fiziskā sagatavotība izraisa ievērojamu PWC I pieaugumu 70 .

Nelineāras atkarības. Organisma veģetatīvo sistēmu darbības rādītāju lineārā atkarība no jaudas notiek tikai slodžu diapazonā, kur enerģijas padeve ir tieši saistīta ar skābekļa piegādi strādājošajiem muskuļiem, t.i. "aerobā" diapazonā (mērenas un lielas jaudas zonas). Ja dotā slodze atrodas submaksimālās vai maksimālās jaudas zonā, tad starp fizioloģisko funkciju izpildi un slodzes līmeni nav lineāras attiecības (41. att.). Vairumā gadījumu veģetatīvo sistēmu darbības rādītāji aug, palielinoties slodzes jaudai līdz noteiktai robežai, pēc kuras to pieaugums apstājas, un, ja jauda turpina pieaugt, tad šie rādītāji var pat samazināties. Šo veģetatīvās funkcijas aktivitātes līmeni, ko var sasniegt ar visintensīvāko darbu aerobos apstākļos, sauc par maksimālo. Ja funkcija ir sasniegusi maksimālo līmeni, turpmāka slodzes jaudas palielināšana var izraisīt tikai indikatora samazināšanos.

Rīsi. 41. Enerģijas vielmaiņas parametru nelineāro atkarību piemēri no muskuļu darba spēka

L a ir laktāta koncentrācija asinīs; Q o 2 - skābekļa patēriņa rādītājs

Daži veģetatīvo funkciju aktivitātes rādītāji vivo muskuļu aktivitāte nevar sasniegt maksimālo līmeni. Tādējādi maksimāla plaušu ventilācija ir iespējama tikai ar biežāko un dziļāko brīvprātīgo elpošanu. Citas funkcijas, piemēram, pulsa ātrums, tilpuma asins plūsma un skābekļa patēriņš, var sasniegt maksimumu tikai muskuļu aktivitātes apstākļos. Maksimālais sirdsdarbības un skābekļa patēriņa līmenis parasti tiek sasniegts ar tādu pašu slodzi. Šādas slodzes jaudu, pie kuras pulsa ātrums un skābekļa patēriņš sasniedz maksimālo līmeni, sauc par kritisku. Kritiskās jaudas slodzes ir ļoti darbietilpīgas un nevar ilgt ilgi (parasti ne vairāk kā 3-5 minūtes).

Aerobā veiktspēja un aerobikas diapazons. Maksimālā skābekļa patēriņa (MOC) vērtība ir viens no galvenajiem rādītājiem muskuļu aktivitātes fizioloģijā. MIC vērtības fizioloģiskā nozīme ir tāda, ka tā atspoguļo visu skābekļa transportēšanas mehānismu kopējo kapacitāti, sākot no gāzu transportēšanas plaušās līdz elektronu transportēšanai skeleta muskuļu šķiedru mitohondrijās. Tajā pašā laikā, tā kā skābekļa uzņemšanas ātrums ir proporcionāls darba jaudai, ko var veikt, pateicoties tam, IPC vērtību sauc arī par ķermeņa "aerobo produktivitāti".

Slodzes diapazonu no miera līdz kritiskajai jaudai, pie kuras tiek sasniegts MIC, sauc par "aerobo diapazonu". Lai gan lielākā daļa ķermeņa enerģijas vajadzību slodzes laikā aerobā diapazonā patiešām tiek segta, izmantojot skābekli, arī anoksiskie (anaerobie) avoti noteikti ir iesaistīti muskuļu darba energoapgādē, vismaz treniņu periodā.

Homeostāzes uzturēšana muskuļu slodzes laikā. Izmaiņas iekšējā vidē, kas rodas muskuļu darba laikā, prasa sasprindzinājumu homeostāzes mehānismos. Tā kā pie slodzes vielmaiņas procesi tiek daudzkārt paātrināti, tikpat reižu veidojas vairāk dažādu produktu, ko izvadīt no organisma, kā arī vielmaiņas ūdens. Tajā pašā laikā ķermeņa temperatūra strauji paaugstinās, jo visa šūnās izdalītā enerģija, kas nav pārvērsta mehāniskajā darbā, tiek pārvērsta siltumā, un šis siltums silda ķermeni. Ņemot vērā, ka MPC režīmā cilvēks ģenerē aptuveni 1200-1500 W enerģijas, un tikai 1/5 daļa tiek realizēta mehāniskā darba veidā, var iedomāties, cik ātri ķermenis uzkarstu, ja nedarbotos termoregulācijas sistēmas. .

Fiziskā darba fizioloģiskā "izmaksa". Fiziskais darbs, ko cilvēks veic, nekādā ziņā nav identisks mehāniskajam darbam, kas tiek novērtēts, izmantojot ergometriskās metodes. Ne ārējā mehāniskā darba intensitāte, ne apjoms, ko cilvēks pats var veikt, neko neizsaka par fizioloģisko "cenu", ko organisms maksā fiziskās aktivitātes laikā. Ar slodzes “fizioloģiskām izmaksām” tiek domāts papildu darbs, ko ķermeņa sistēmas ir spiestas veikt (arī atveseļošanās periodā), lai kompensētu homeostāzes uzturēšanas izmaksas. Lai to novērtētu, varat izmantot dažus sirds aktivitātes un skābekļa patēriņa rādītājus, kas reģistrēti darba laikā un atveseļošanās periodā.

Muskuļu aktivitātes enerģijas veidošanās vecuma posmi. Pirmais bērna dzīves gads ir muskuļu darbības un, protams, tās enerģijas un veģetatīvās piegādes straujas attīstības periods. Šis posms turpinās līdz 3 gadu vecumam, pēc tam transformācijas muskuļos tiek kavētas, un sākas nākamais posms kopā ar pusaugstu lēcienu aptuveni 5 gadu vecumā. Vissvarīgākais notikums šeit ir muskuļu šķiedru veidu parādīšanās, kas jau ir tuvu pieaugušo versijai, lai gan to attiecība joprojām ir “bērnīga”, un veģetatīvo sistēmu funkcionalitāte joprojām nav pietiekami liela. AT skolas vecums bērns iziet vairākus posmus, tikai pēdējā no tiem sasniedz "pieaugušo" skeleta muskuļu regulēšanas, funkcionalitātes un enerģijas līmeni:

1. posms - vecums no 7 līdz 9 gadiem - visu energoapgādes mehānismu pakāpeniskas attīstības periods ar aerobo sistēmu priekšrocībām;

2. posms - vecums 9-10 gadi - aerobo spēju "uzplaukuma" periods, anaerobo mehānismu loma ir maza;

3. posms - periods no 10 līdz 12-13 gadiem - nepalielinās aerobās kapacitātes, mērens anaerobās kapacitātes pieaugums, fosfagēno un anaerobo-glikolītisko mehānismu attīstība norit sinhroni;

4. posms - vecums no 13 līdz 14 gadiem - ievērojams aerobās kapacitātes pieaugums, enerģijas piegādes anaerobo-glikolītiskā mehānisma attīstības kavēšana; fosfagēniskais mehānisms attīstās proporcionāli ķermeņa masas pieaugumam;

5. posms - vecums 14-15 gadi - aerobās kapacitātes pieauguma pārtraukšana, straujš anaerobo-glikolītiskā procesa kapacitātes pieaugums, fosfagēniskā mehānisma attīstība, tāpat kā iepriekš, proporcionāli ķermeņa pieaugumam. svars;

6. posms - periods no 15 līdz 17 gadiem - aerobās spējas pieaug proporcionāli ķermeņa svaram, turpina strauji augt anaerobās-glikolītiskās spējas, ievērojami paātrinās fosfagēnās enerģijas ražošanas mehānismu attīstība, veidojas galīgā energoapgādes struktūra. muskuļu darbība ir pabeigta.

Enerģētisko un veģetatīvo sistēmu nobriešanas procesus lielā mērā ietekmē puberitāte, jo dzimumhormoni tieši ietekmē skeleta muskuļu vielmaiņas spējas. Aerobā energoapgāde, kas savu maksimumu sasniedz pat pirms pubertātes sākuma, pirmajos posmos pat nedaudz pasliktinās, bet līdz 14 gadu vecumam tiek atzīmēts jauns aerobās energoapgādes sistēmu iespēju pieaugums. Tas jo īpaši ir saistīts ar muskuļu iekšējām vajadzībām, kurām pēdējā diferenciācijas posmā ir nepieciešamas spēcīgas oksidatīvās sistēmas. Anaerobā enerģijas padeve tiek strauji aktivizēta jau plkst sākotnējie posmi pubertāte, tad (III stadija) tās uzlabošanās tempi palēninās, un pēc pubertātes IV stadijas sasniegšanas (15-16 gadi zēniem, 13-14 gadi meitenēm) strauji palielinās anaerobās spējas, īpaši zēniem. . Meitenes šajā periodā jau ļoti atšķiras no zēniem muskuļu enerģijas rakstura un attīstības līmeņa ziņā.

Lappuse
4

pretestība pret stresa situācijas apmācības un konkursa aktivitātes;

kinestētiskā un vizuālā motora darbību uztvere un vidi;

spēja garīgi regulēt kustības, nodrošinot efektīvu muskuļu koordināciju;

spēja uztvert, organizēt un "apstrādāt informāciju laika spiediena apstākļos;

spēja veidot paredzamas reakcijas smadzeņu struktūrās, programmas, kas ir pirms reālas darbības.

Fiziskās aktivitātes intensitāte

Ietekme vingrinājums uz cilvēku ir saistīta ar slodzi uz viņa ķermeni, izraisot aktīvu funkcionālo sistēmu reakciju. Lai noteiktu šo sistēmu spriedzes pakāpi zem slodzes, tiek izmantoti intensitātes rādītāji, kas raksturo ķermeņa reakciju uz veikto darbu. Ir daudz šādu rādītāju: motora reakcijas laika izmaiņas, elpošanas ātrums, skābekļa patēriņa minūtes apjoms utt. Tikmēr ērtākais un informatīvākais slodzes intensitātes rādītājs, īpaši cikliskajos sporta veidos, ir pulss (HR). Atsevišķas zonas slodžu intensitāte tiek noteikta, koncentrējoties uz sirdsdarbības ātrumu. Fiziologi pēc sirdsdarbības ātruma nosaka četras slodžu intensitātes zonas: O, I, II, III. Uz att. 5.12 parāda slodžu intensitātes zonas ar vienmērīgu muskuļu darbu.

Slodžu sadalījums zonās balstās ne tikai uz sirdsdarbības ātruma izmaiņām, bet arī uz fizioloģisko un bioķīmisko procesu atšķirībām dažādas intensitātes slodžu laikā.

Nulles zonai raksturīgs aerobs enerģijas pārveidošanas process ar sirdsdarbības ātrumu līdz 130 sitieniem minūtē skolēniem. Pie šādas slodzes intensitātes nav skābekļa parādu, tāpēc treniņu efektu var atrast tikai slikti trenētiem praktikantiem. Nulles zonu var izmantot iesildīšanās nolūkos, sagatavojot ķermeni lielākai intensitātei, atveseļošanai (ar atkārtotām vai intervālu treniņu metodēm), vai aktīva atpūta. Būtisks skābekļa patēriņa pieaugums un līdz ar to arī atbilstošais treniņu efekts uz ķermeni notiek nevis šajā, bet pirmajā zonā, kas raksturīgi iesācēju izturības attīstībai.

Pirmā slodzes intensitātes treniņu zona (no 130 līdz 150 sitieniem/min) ir raksturīgākā iesācējiem sportistiem, jo ​​sasniegumu un skābekļa patēriņa pieaugums (ar tā metabolisma aerobo procesu organismā) notiek, sākot no sirds. ātrums 130 sitieni/min. Šajā sakarā šo pagrieziena punktu sauc par gatavības slieksni.

Attīstot vispārējo izturību, trenētam sportistam raksturīga dabiska “ieeja” otrajā slodzes intensitātes zonā. Otrajā treniņu zonā (no 150 līdz 180 sitieniem / min) tiek aktivizēti muskuļu aktivitātes anaerobie enerģijas piegādes mehānismi. Tiek uzskatīts, ka 150 sitieni minūtē ir anaerobā metabolisma (ANOR) slieksnis. Tomēr slikti trenētiem praktikantiem un sportistiem ar zemu sportisko formu ANPO var rasties arī pie pulsa 130-140 sitieniem/min, savukārt labi trenētiem sportistiem ANOT var “atgriezties” uz robežu 160-165. sitieni/min.

Trešajā treniņu zonā (vairāk nekā 180 sitieni/min) uz ievērojama skābekļa parāda fona tiek uzlaboti anaerobie enerģijas padeves mehānismi. Šeit pulsa ātrums pārstāj būt informatīvs slodzes dozēšanas rādītājs, bet asiņu un to sastāva bioķīmisko reakciju, īpaši pienskābes daudzuma, rādītāji pieņemas svarā. Sirds muskuļa atpūtas laiks samazinās ar kontrakciju vairāk nekā 180 sitieni / min, kas izraisa tā kontrakcijas spēka samazināšanos (miera stāvoklī 0,25 s - kontrakcija, 0,75 s - miera stāvoklī; pie 180 sitieniem / min - 0,22 s - kontrakcija, 0,08 s - atpūta), skābekļa parāds strauji palielinās.

Organisms pielāgojas lielas intensitātes darbam atkārtotā treniņdarbā. Bet visvairāk lielas vērtības maksimālais skābekļa parāds tiek sasniegts tikai sacensību apstākļos. Tāpēc, lai sasniegtu augstu treniņu slodžu intensitātes līmeni, tiek izmantotas sacensību rakstura intensīvu situāciju metodes.

Enerģijas patēriņš fiziskās aktivitātes laikā

Jo vairāk muskuļu strādā, jo vairāk palielinās enerģijas patēriņš. Darbam lietderīgi iztērētās enerģijas attiecību pret kopējo iztērēto enerģiju sauc par veiktspējas koeficientu (COP). Tiek uzskatīts, ka cilvēka augstākā efektivitāte viņa ierastajā darbā nepārsniedz 0,30-0,35. Līdz ar to pie visekonomiskākā enerģijas patēriņa darba procesā ķermeņa kopējās enerģijas izmaksas ir vismaz 3 reizes lielākas par darbu veikšanas izmaksām. Biežāk efektivitāte ir 0,20-0,25, jo neapmācīts cilvēks vienam un tam pašam darbam tērē vairāk enerģijas nekā apmācīts. Tādējādi eksperimentāli noskaidrots, ka pie vienāda kustības ātruma enerģijas patēriņa starpība starp trenētu sportistu un iesācēju var sasniegt 25-30%.

Vispārīgu priekšstatu par enerģijas patēriņu (kcal), veicot dažādus attālumus, sniedz šādi skaitļi, ko noteicis slavenais sporta fiziologs B.C. Farfel.

Vieglatlētikas skriešana, m Peldēšana, m

100 – 18 100 – 50

200 – 25 200 – 80

400 – 40 400 – 150

800 – 60 Distanču slēpošana, km

1500 – 100 10 – 550

3000 – 210 30 – 1800

5000 – 310 50 – 3600

10000 – 590 Velosipēdu sacensības, km

42195 – 2300 1 – 55

Slidošana, 10 - 300 m

500 – 35 20 – 500

1500 – 65 50 – 1100

5000 – 200 100 – 2300

G.V. Barčukova un S.D. Shprakh salīdziniet dažādu sporta un sadzīves elpošanas aktivitātes izpausmju enerģijas "izmaksas" (aprēķinātas kcal / min).

Motora aktivitāte kcal/min

Slēpošana 10,0-20,0

Krosa skriešana 10.6

Futbols. 8.8

Teniss 7,2-10,0

Galda teniss 6,6-10,0

Peldēšana (brasts). . 5,0-11,0

Volejbols. 4,5-10,0

Vingrošana. 2,5-6,5

Mūsdienu dejas 4,7-6,6

Automašīnas vadīšana. 3,4-10,0

Logu mazgāšana 3.0-3.7

Zāles pļaušana 1,0-7,5

Ģērbšanās un izģērbšanās……….2.3-4.0,

Koncentrējoties uz jaudu un enerģijas patēriņu, cikliskajos sporta veidos ir izveidotas relatīvās jaudas zonas

Enerģijas izmaksu pieauguma salīdzinājums ar darba smaguma palielināšanos parāda, ka iztērētās enerģijas daudzums mīnus bazālo vielmaiņu vienmēr ir lielāks par cilvēka veikto “lietderīgo” mehānisko darbu. Šīs neatbilstības iemesls galvenokārt ir fakts, ka, pārvēršot barības vielu ķīmisko enerģiju darbā, ievērojama enerģijas daļa tiek zaudēta siltuma veidā, nepārvēršoties mehāniskajā enerģijā. Daļa enerģijas tiek tērēta statisko spriegumu uzturēšanai, kas tiek ņemti vērā tikai daļēji, aprēķinot cilvēka veikto mehānisko darbu. Katrai cilvēka kustībai ir nepieciešams gan statisks, gan dinamisks spriegums, un abu attiecību attiecība pie dažādi darbi savādāk. Tādējādi kravas pacelšana no 1 m augstuma līdz 1,5 m augstumam ar iztaisnotu ķermeni prasa mazāk enerģijas nekā tās pašas kravas celšana no 0,5 m augstuma līdz 1 m augstumam ar slīpu ķermeņa stāvokli, jo lai pēdējo turētu slīpā stāvoklī, ir nepieciešams ievērojamāks muguras muskuļu statiskais sasprindzinājums.

Noteikta daļa enerģijas, kas rodas laikā ķīmiskās reakcijas, tiek tērēts kustību pretestības pārvarēšanai no kustības laikā izstieptiem antagonistu muskuļiem un elastīgajiem audiem locītavās, muskuļu deformācijas viskozās pretestības pārvarēšanai un kustīgo ķermeņa daļu inerces pārvarēšanai ar kustības virziena izmaiņām. Cilvēka veiktā mehāniskā darba apjoma attiecību, kas izteikta kalorijās, pret iztērētās enerģijas daudzumu, arī kalorijās, sauc par energoefektivitāti.

Efektivitātes vērtība ir atkarīga no darba veida, tā tempa un cilvēka fiziskās sagatavotības un noguruma. Dažreiz darba metožu kvalitātes novērtēšanai tiek izmantota efektivitātes koeficienta vērtība. Tātad, pētot metāla vīlējuma kustības, tika konstatēts, ka uz katru darba kilogramu-spēka metru tiek iztērēts 0,023 kcal, kas atbilst lietderības koeficientam 1/ = 10,2.
Šī salīdzinoši zemā efektivitāte ir saistīta ar ievērojamo statisko darbu vīlēšanas laikā, kas prasa sasprindzinājumu stumbra un kāju muskuļos, lai saglabātu darba stāju. Citu veidu darbiem efektivitāte var būt lielāka vai mazāka par metāla vīlējuma vērtību. Tālāk ir norādītas dažu darbu efektivitātes vērtības:
Svaru celšana ...........................8.4
Darbs ar failu .............................. 10.2
Vertikālā sviras darbība (stumšana) 14.0
Roktura rotācija ..................20.0
Riteņbraukšana ..................30.0
Augstākā vērtība, ko var sasniegt cilvēka ķermeņa efektivitāte, ir 30%. Šī vērtība tiek sasniegta, veicot labi apgūtu, pazīstamu darbu, kurā piedalās kāju un rumpja muskuļi.

Darba efektivitātes vērtība atsevišķos gadījumos ļauj izveidot racionālākus nosacījumus fiziskā darba veikšanai, jo īpaši, lai noteiktu optimālo ātrumu (likmi), slodzi, darba produktivitāti. Lielākoties enerģijas patēriņa vērtība uz produkcijas vienību ir vismazākā, un efektivitātes koeficienta apgrieztā vērtība ir vislielākā pie vidējām ātruma un slodzes pakāpēm darba perioda vidū, ja tā turpina nogurt.

Efektivitātes izmaiņas atsevišķos gadījumos, it īpaši, ja tiek salīdzināti viendabīgi darbi, kas atšķiras tikai pēc to veikšanas veida, var kalpot par vienu no kritērijiem atsevišķu darba specifisko aspektu racionalitātes izvērtēšanai. Taču šim kritērijam strādājošam cilvēkam nekādi nav tādas noteicošās un universālās nozīmes, kāda tam ir mašīnas darbības izvērtēšanā. Kamēr tvaika dzinējā enerģijas pārveidošanas galvenais lietderīgais efekts ir tikai ārējais mehāniskais darbs, un pārējā no degvielas iegūtā enerģija pamatoti tiek uzskatīta par nelietderīgi zaudētu, patērētās enerģijas daļa, kas tiek novirzīta nevis ārējam mehāniskam darbam, bet gan enerģijas palielināšana ir noderīga arī cilvēka organismam.šūnu dzīvībai svarīgā aktivitāte darba laikā un īslaicīgi krītošas ​​efektivitātes atjaunošana.

Precīzāks un universālāks kritērijs konkrētu darba metožu un individuālo kustību racionalitātes fizioloģiskajam novērtējumam ir augsta veiktspējas līmeņa uzturēšanas ilgums, kas izpaužas kā darba ražīguma palielināšanās un tāda fizioloģisko funkciju pielāgošana, kas izraisa cilvēka fizisko un garīgo spēju tālākai attīstībai.

Ir zināms, ka, jo vairāk muskuļu strādā, jo vairāk palielinās enerģijas patēriņš. Laboratorijas apstākļos, veicot eksperimentus ar darbu pie veloergometra ar precīzi noteiktu muskuļu darba apjomu un precīzi izmērītu pretestību pret pedāļu mīšanu, tika konstatēta tieša (lineāra) enerģijas patēriņa atkarība no darba jaudas, kas reģistrēta kilogramos metros vai vatos. izveidota. Vienlaikus tika konstatēts, ka ne visa enerģija, ko cilvēks tērē, veicot mehānisko darbu, tiek izmantota tieši šim darbam, jo ​​lielākā daļa enerģijas tiek zaudēta siltuma veidā. Ir zināms, ka darbam lietderīgi iztērētās enerģijas attiecību pret visu iztērēto enerģiju sauc par veiktspējas koeficientu (COP).

Tiek uzskatīts, ka cilvēka augstākā efektivitāte viņa ierastajā darbā nepārsniedz 0,30-0,35. Līdz ar to pie visekonomiskākā enerģijas patēriņa darba procesā ķermeņa kopējās enerģijas izmaksas ir vismaz trīs reizes lielākas par darbu veikšanas izmaksām. Biežāk efektivitāte ir 0,20–0,25, jo neapmācīts cilvēks vienam un tam pašam darbam tērē vairāk enerģijas nekā apmācīts. Tādējādi eksperimentāli noskaidrots, ka pie vienāda kustības ātruma trenēta sportista un iesācēja enerģijas patēriņa atšķirība var sasniegt 25–30%.

Koncentrējoties uz jaudu un enerģijas patēriņu, cikliskajos sporta veidos ir izveidotas četras relatīvās jaudas zonas. Tās ir maksimālās, submaksimālās, augstas un mērenas jaudas zonas. Šīs zonas ietver daudzu dažādu distanču iedalījumu četrās grupās: īsās, vidējās, garās un īpaši garās.

Kāda ir fizisko vingrinājumu iedalījuma būtība relatīvās jaudas zonās un kā šī distanču grupēšana ir saistīta ar enerģijas patēriņu dažādas intensitātes fiziskas slodzes laikā?

Pirmkārt, darba jauda ir tieši atkarīga no tā intensitātes. Otrkārt, enerģijas izdalīšanai un patēriņam, pārvarot attālumus dažādās jaudas zonās, ir būtiski atšķirīgas fizioloģiskas īpašības.

Zonamaksimumsjauda. Tās robežās var veikt darbus, kas prasa ārkārtīgi ātras kustības. Neviens cits darbs neatbrīvo tik daudz enerģijas. Skābekļa patēriņš laika vienībā ir lielākais, skābekļa patēriņš organismā ir niecīgs. Muskuļu darbs tiek veikts gandrīz pilnībā vielu anoksiskā (anaerobā) sadalīšanās dēļ. Pēc darba tiek apmierināts gandrīz viss organisma skābekļa patēriņš, t.i., pieprasījums darba laikā ir gandrīz vienāds ar skābekļa parādu. Elpošana ir nenozīmīga: tajās 10–20 s, kuru laikā tiek veikts darbs, sportists vai nu neelpo, vai vairākas reizes īsi ieelpo. Taču pēc finiša viņa elpošana vēl ilgu laiku tiek pastiprināta: šajā laikā tiek nomaksāts skābekļa parāds. Īsā darba ilguma dēļ asinsritei nav laika palielināties, savukārt pulss ievērojami palielinās, tuvojoties darba beigām. Taču minūšu asiņu tilpums īpaši nepalielinās, jo sirds sistoliskajam tilpumam nav laika augt.

Zona submaksimāls jauda. Muskuļos notiek ne tikai anaerobie procesi, bet arī aerobās oksidācijas procesi, kuru īpatsvars darba beigās palielinās, pakāpeniski palielinoties asinsritei. Arī elpošanas intensitāte visu laiku palielinās līdz pašām darba beigām. Lai gan darba laikā aerobās oksidācijas procesi palielinās, tie joprojām atpaliek no bezskābekļa sadalīšanās procesiem. Skābekļa parāds nepārtraukti progresē. Skābekļa parāds darba beigās ir lielāks nekā pie maksimālās jaudas. Asinīs notiek lielas ķīmiskas izmaiņas.

Līdz darba beigām submaksimālā spēka zonā strauji palielinās elpošana un asinsrite, rodas liels skābekļa parāds un izteiktas asins skābju-bāzes un ūdens-sāļu līdzsvara izmaiņas. Ir iespējams paaugstināt asins temperatūru par 1-2 grādiem, kas var ietekmēt nervu centru stāvokli.

Zona liels jauda. Elpošanas un asinsrites intensitātei ir laiks palielināties jau pirmajās darba minūtēs līdz ļoti lielām vērtībām, kas saglabājas līdz darba beigām. Aerobās oksidēšanās iespējas ir lielākas, taču tās joprojām atpaliek no anaerobiem procesiem. Salīdzinoši augsts skābekļa patēriņa līmenis nedaudz atpaliek no organisma skābekļa pieprasījuma, tāpēc skābekļa parādu uzkrāšanās joprojām notiek. Līdz darba beigām tas ir nozīmīgs. Nozīmīgas ir arī izmaiņas asins un urīna ķīmiskajā sastāvā.

Zonamērensjauda. Tās jau ir lielas distances. Mērenas jaudas darbam raksturīgs stabils stāvoklis, kas saistīts ar elpošanas un asinsrites palielināšanos proporcionāli darba intensitātei un anaerobās sabrukšanas produktu uzkrāšanās neesamību. Daudzu stundu darba laikā notiek ievērojams kopējais enerģijas patēriņš, kas samazina organisma ogļhidrātu resursus.

Tātad atkārtotas noteiktas jaudas slodzes treniņu laikā organisms pielāgojas atbilstošajam darbam, uzlabojoties fizioloģisko un bioķīmisko procesu, ķermeņa sistēmu funkcionēšanas īpatnībām. Paaugstinās efektivitāte, veicot noteiktas jaudas darbu, paaugstinās fiziskā sagatavotība, aug sporta rezultāti.

Motora bloks - komplekss, kas ietver vienu motoro neironu un tā inervētās muskuļu šķiedras noteiktā muskulī.

muskuļu spēks ko raksturo maksimālā sprieguma lielums, ko tas spēj attīstīt, kad tas ir satraukts. Maksimālais muskuļu sasprindzinājums ir atkarīgs no tā sastāvu veidojošo šķiedru skaita un biezuma. Sports izraisa šķiedru sabiezēšanu (darba hipertrofiju), muskuļu spēka palielināšanos.

Absolūtais muskuļu spēks- tas ir spēks uz 1 cm 2 muskuļu šķiedru šķērsgriezuma.

Kopējais enerģijas patēriņš (E) - mehāniskā darba (W) un siltuma ražošanas (H) patēriņa summa

Veiktā darba apjoma (kalorijās) attiecība pret kopējo enerģijas patēriņu raksturo darba mehānisko efektivitāti, t.s. muskuļa veiktspējas koeficients (COP).

.

Cilvēka muskuļa efektivitāte var sasniegt 25% un lielā mērā ir atkarīga no tā kontrakcijas ātruma. Vislielākais ārējais darbs un visaugstākā efektivitāte tiek novērota pie vidējiem ātrumiem.. Darba produktivitātes samazināšanās, palielinoties muskuļu kontrakcijas ātrumam, ir saistīta ar iekšējās berzes palielināšanos.

Ja kontrakcija ir pārāk lēna, efektivitāte samazinās, jo daļa enerģijas aiziet, lai uzturētu muskuļu saīsinājumu.

Muskuļu darbs un spēks. Muskuļa veiktā darba apjoma aprēķināšanas metode. Vidējās slodzes noteikums.

Tā kā skeleta muskuļu galvenais uzdevums ir veikt muskuļu darbu, eksperimentālajā un klīniskajā fizioloģijā tiek vērtēts muskuļu veiktā darba apjoms un tā attīstītais spēks darba laikā.

Saskaņā ar fizikas likumiem darbs ir enerģija, kas iztērēta ķermeņa pārvietošanai ar noteiktu spēku noteiktā attālumā: A \u003d P * h. Ja muskuļu kontrakcija tiek veikta bez slodzes (izotoniskā režīmā), tad mehāniskais darbs ir nulle. Ja pie maksimālās slodzes nav muskuļu saīsināšanas (izometriskais režīms), tad arī darbs ir vienāds ar nulli. Šajā gadījumā ķīmiskā enerģija tiek pilnībā pārveidota siltumenerģijā.

Vidējo slodžu likums - muskuļi var veikt maksimālu darbu ar vidēja lieluma slodzēm.

Savelkot skeleta muskuļus dabiskos apstākļos, galvenokārt izometriskās kontrakcijas režīmā, piemēram, ar fiksētu stāju, viņi runā par statisku darbu, veicot kustības - par dinamisku darbu.

Muskuļu (fiziskais) nogurums, tā fizioloģiskie mehānismi (izolētam muskulim un visam organismam). I.M. darbu vērtība. Sečenovs. Simpātiskās nervu sistēmas adaptācijas-trofiskā loma.

Ilgstošas ​​aktivitātes rezultātā samazinās skeleta muskuļu veiktspēja. Šo parādību sauc par nogurumu. Tajā pašā laikā samazinās kontrakciju stiprums, palielinās kontrakcijas latentais periods un relaksācijas periods.

Statiskais režīms ir nogurdinošāks nekā dinamiskais režīms. Izolēta skeleta muskuļa nogurums galvenokārt ir saistīts ar to, ka darba veikšanas procesā in muskuļu šķiedras uzkrājas oksidācijas procesu produkti - pienskābes un pirovīnskābes, kas samazina PD ģenerēšanas iespēju. Turklāt tiek traucēti ATP un kreatīna fosfāta resintēzes procesi, kas nepieciešami muskuļu kontrakcijas enerģijas piegādei. Dabiskos apstākļos muskuļu nogurumu statiskā darba laikā galvenokārt nosaka nepietiekama reģionālā asins plūsma. Ja kontrakcijas spēks izometriskajā režīmā ir lielāks par 15% no maksimāli iespējamā, tad iestājas skābekļa "bads" un pakāpeniski palielinās muskuļu nogurums.