Medidas de trabalho potncia e dispndio energtico no

Medidas de trabalho, potência e dispêndio energético no exercício

ENERGIA , TRABALHO E POTÊNCIA Energia: é a capacidade de realizar trabalho Trabalho: é a aplicação de uma força através de uma determinada distância Potência: é o trabalho empreendido em uma unidade de tempo (ritmo)

Trabalho e potência n Trabalho – T=Fx. D » » » n onde T: trabalho F: Força D: distância 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:

Cálculo de trabalho e potência n n n 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 ? n n Trabalho – T=Fxd – T = 2, 0 kp x 10 min x 6 m x 50/min = 6. 000 kpm – T = 6. 000 x 10 m/s 2 = 60 KJ Potência – P = 6. 000 kpm/10 min = 600 kpm/min

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

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

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

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

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 12000 m/60 min x 0, 075 – Dv = 150 m Trabalho – T=70 kg x 150 m = 10. 500 kpm – T=10. 500 kpm x 10 m/s 2=105 KJ Potência – P = 10. 500 kpm/10 min = 1. 050 kpm/min – P = 105. 000 J/600 s = 175 w

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

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

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

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

Relação QR e energia produzida por litro de O 2 n n 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 O 2 para oxidar: – Gordura ? – Carboidratos ? Qual combustível produz mais energia por litro de O 2 ?

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 % Gordura Kcal/l O 2 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% 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

Cálculo de despêndio energético n n n % CHO = 100. [(R-0, 707)/(1, 00 -0, 707)] % Gordura = 100. [(1 -R)/(1, 000 -0, 707)] Kcal/l O 2 = 4, 686. % gordura/100 + 5, 047. % CHO/100

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

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

Eficiência mecânica n n Eficiência Mecânica = Trabalho útil/ Energia utilizada Ex: – Natação 2. 9 a 9. 4 % – Ciclismo: 24 a 34 %

Exemplo de cálculo de eficiência n Do exemplo da bicicleta – P = 600 kpm/min – VO 2 ss=1, 5 l/min – Admitindo que 1 l O 2 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 %

Custo energético do exercício ou Economia de Corrida n n Custo energético relaciona DE com medida de intensidade do exercício 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 ml. O 2/kpm • VO 2 estado estável • VO 2 relativo – peso corporal ml. kg -1. min-1

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

Alguns exemplos de custos n n n Cicloergômetro – VO 2[ml. O 2/min]=12 ml. O 2/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]

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 2 horizontal + VO 2 vertical

Dispêndio energético na bicicleta ergométrica n n VO 2[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 n n Potência – P=F. V – V=30 km/h/3, 6=8, 33 m/s – P = 2 kp x 10 m/s 2 x 8, 33 m/s = 167 w VO 2 = 3, 5 ml/(kg. min) x 70 kg + 12 ml/(min. watt) x 167 w – VO 2 = 2. 249 ml/min