Энергетические показатели, наблюдаемые при преодолении дистанций с соревновательной скоростью или при выполнении предельных упражнений на тренажерах, в силу самого подхода не требуют доказательства их адекватности. При учете работы, совершаемой спортсменом, в соответствии с первым и вторым началом термодинамики представляется возможным проследить целесообразность и характер энергетических трат. Наша задача состоит в том, чтобы изучить указанные соотношения, наблюдаемые на длинных и коротких дистанциях.
Выполнено значительное число работ по изучению соотношения между скоростью и спортсмена в циклических упражнениях и уровнем кислородного запроса [68, 152, 188…]. Большинство работ показывает, что уровень кислородного запроса или уровень потребления кислорода на дистанции по отношению к скорости (мощности) увеличивается как линейная, квадратичная или показательная функция.
Анализ экспериментальных данных в различных циклических упражнениях показывает, что соотношение между уровнем кислородного запроса и мощностью может быть представлено степенной функцией (рис. 5):
Рис.9. Соотношение между уровнем кислородного запроса (R/t, л/мин) и мощностью (N, Вт) при плавании на дистанциях 50, 100, 200, 400, 800 м в логарифмических координатах
Уровень кислородного запроса RО2/t определяется путем вычитания из уровня потребления во время работы и восстановления исходного уровня покоя, измеренного за 30 мин до упражнения.
Исходя из соотношения коэффициент полезного действия будет при определенных допущениях равен
KПД
= A g 100 / RO2 = ( A/ t ) g 100 / ( RO2 / t ) ( 9 )
где g – коэффициент, учитывающий тепловой эквивалент единицы работы (1 кгм = 2,35 ккал) и энергетическую стоимость окисления метаболических субстратов кислородом (1л О2 = 4,825 ккал).
С увеличением мощности экономичность движений снижается и КПД уменьшается. Наименьшее снижение экономичности наблюдается при спортивном плавании , наибольшее при выполнении упражнений на велоэргометре . Приведенные величины согласуются с данными других авторов. При плавании КПД установлено в пределах 1,71 - 3,99 и более, в упражнениях на велоэргометре 23 и более.
Величина КПД при упражнениях на велоэргометре находится в пределах 11,9 – 27,3 % , при упражнениях на гребном эргометре 15,3 – 18,5 %, при плавании 1,84 – 4,50 %.
Следует обратить внимание, несмотря на то, что наблюдения проводились в различных видах спорта, многие показатели весьма близки. Так, время достижения максимального кислородного долга находится в пределах 101,3 - 145,9 с. Время достижения максимального уровня потребления кислорода находится в больших пределах от 300,1 до 682,7 с, что можно объяснить специализацией спортсменов на дистанциях различной длины и характером изменения уровня О2- потребления, как функции времени и длины дистанции.
Общее представление соотношения уровня кислородного запроса, уровня потребления кислорода и долговой мощности на дистанциях различной длины можно получить на примере плавания (рис. 6).
Показатели
|
Дистанция, м
|
||||
50
|
100
|
200
|
400
|
800
|
|
Предельное время, с
Мощность, Вт
Уровень О2 запроса, л / мин
Запрос О2, л
Потребление О2, л
Уровень О2 потребления, л/мин
Общий О2 долг, л
Долговая мощность, л/мин
Алактатный О2 долг, л
Лактатный О2 долг, л
Коэффициент полезного
действия, %
|
28,38
111,6
12,63
5,98
1,37
2,89
4,61
9,74
1,7
2,91
2,63
|
62,22
84,39
9,27
9,61
3,65
3,52
5,96
5,75
2,14
3,82
2,71
|
135,72
65,24
6,94
15,70
8,47
3,75
7,21
3,19
2,41
4,8
2,80
|
291,18
53,47
5,32
25,77
19,27
3,97
6,55
1,35
2,40
4,15
2,99
|
618,9
44,60
4,26
43,84
38,06
3,69
5,88
0,57
2,08
3,80
3,12
|
С увеличением длины дистанции мощность с 111,61 Вт на 50 м снижается до 44,60 Вт, на 800 м, соответственно уровень кислородного запроса снижается с 12,63 до 4,26 л/мин. Как уже указывалось, КПД с увеличением длины дистанции возрастает с 2,63 до 3,12 % на 800 м.
Для данной группы спортсменов наибольший уровень потребления кислорода наблюдался на дистанциях 200 и 400 м – 3,75 и 3,97 л/мин. Наибольший кислородный долг и его лактатная фракция был на дистанции 100 м – 7,21 л и 4,80 л. Близкая величина долга была на дистанции 200 м – 6,55 л.
Учитывая, что приведенные соотношения зависимости уровня кислородного запроса от мощности ), а также изменение долговой мощности на дистанциях разной длины ), определяем, что уровень потребления кислорода является разницей между уровнем кислородного запроса и долговой мощностью: