일 • 파워 • 에너지 소비량의 측정

일 • 파워 • 에너지 소비량의 측정

제 7주차

학습 목표

• 일, 파워, 에너지 및 순수 효율성을 정의한다.

• 자전거 에르고미터와 트레드밀 운동시 운동량을 계산하는 방법을 설명한다.

• 수평 트레드밀 걷기와 달리기시 에너지 소비량 평가 방법을 논의한다.

• kilogram-meter, 상대적 산소 섭취량, 대사평형, 개방회로 폐활량계법 용어를 이해한다.

측정 단위

• 미국에서 사용된 영국 시스템

• 미터법: 과학자들의 표준적인 측정방법 - 무게(mass), 길이(length), 부피(volume) 표현

• 국제 단위 체계 또는 SI units

- 측정 표준 용어

• 에너지(Energy) • 힘(Force)

• 일(Work) • 파워(Power)

측정 단위

일반적인 용어

측정 단위

운동수행 측정시 중요단위

에너지 소비 사용 단위

칼로리소비와 운동수행단위

파워 용어와 단위

일(Work)

일정한 거리에 작용한 힘의 양

일(W) = 힘(Force) Ⅹ거리(Distance)

• 5kg의 무게를 수직으로 2m 들어 올릴 때 일 = 힘 Ⅹ 거리

일(W) = 5kp Ⅹ2m = 10kpm

kg : 힘이 아닌 질량 측정

kp : 정상적인 중력 가속도에서 1kg의 질량에 힘을 가하는 것

파워(Power)

파워: 단위시간 내에 행해진 일의 양 파워 = 작업량(Work) /시간(time)

• 2,000kpm의 일을 60초동안 수행 파워 = 작업량/시간

파워 = 2000kgm/60s 파워 = 33.3kgm/s

SI units: 1와트(W) = 0.102kpm/s

파워 = 326.8와트

일과 파워의 측정을 위한 에르고미터

(a) 벤치스텝

(b) 마찰저항 자전거에르 고미터

(c) 전기저항자전거 에르 고미터

(d) 모터 작동 트레드밀 (e) 팔에르고미터

일과 파워의 측정

•

Ⅹ 분

• 일 = 몸무게(kg) Ⅹ 거리(m) = 70kp Ⅹ 150m

= 10,500kpm 또는 103kilojoules

• 파워 = 일 / 분

= 10,500kpm/10분

= 1,050kpm/min 또는 171.6W

벤치 스텝

일과 파워의 측정

•

• 일 = 힘(kg) Ⅹ거리(m)

= 1.5kp Ⅹ(6m/회전수 Ⅹ 600회전수) = 5,400kpm 또는 52.97kilojoules

• 파워 = 5,400kpm/10min

= 540kpm/min 또는 88.2W

자전거 에르고미터

일과 파워의 측정

• 피험자가 트레드밀에서 걷거나 뛸 때 수행되는 일의 계 산은 트레드밀이 수평면으로 놓여 있기 때문에 가능하 지 않다

• 비록 수평면에서 트레드밀 뛰기는 에너지를 요구하지만

• 수평면에서 걷기나 뛰기를 할 때 수행되는 일의 측정은 매우 복잡하다

• 경사진 곳에서 걷기나 달리기를 할 때의 운동 수행을 일 의 양으로 계산하는 것은 간단하다

트레드밀

경사각에 따른 경사도

각도에 따른 경사도

일과 파워 측정

• 트레드밀의 경사는 경사도(percent grade) 로 표현

• 경사도: 벨트 100회전마다 수직방향으로 올라가는 정 도

• 수직 이동 거리 = 경사도Ⅹ 거리

트레드밀 속도 = 200m/min 경사도 = 7.5% 또는 0.075 운동 시간 = 10분

총 수직 이동 거리 = 200m/min ⅹ 0.075 ⅹ10min = 150m 트레드밀

일과 파워 측정

• 일 = 체중 (kg) ⅹ 전체 수직 이동 거리 = 70kp ⅹ150m

= 10,500kpm 또는 ~ 103kilojoules

• 파워 = 일 / 시간

= 10,500kpm/10min = 1050kpm/min 또는 = 171.6Watts

트레드밀

에너지 소비량의 측정

• 직접 열량측정법

음식 섭취 + 산소 ATP + 열 열생산

• 간접 열량측정법

- 휴식시 대사율의 측정으로 산소 섭취량 측정 음식 섭취 + 산소 열 + 이산화탄소 + 물

세포작용

에너지 소비량의 측정

• 수평 트레드밀의 걷기와 뛰기의 에너지 소비

• 에너지 소비량의 표현으로 MET

운동의 효율성 계산

• 순수효율성(Net efficency)

운동량/ 안정시를 제외한 에너지 소비량 Ⅹ100

• 자전거 에르고미터의 순수효율성

15~27%

운동 효율성에 영향을 주는 인자

• 운동 강도

• 운동 속도

• 근육의 섬유 구성

- 지근 섬유 비율이 높은 근육에서 효율성 높음

효율적인 달리기

• 수평상 달리기에 대한 효율성을 계산하는 것은 가능하 지 않다.

• 달리기의 효율성

- 주어진 속도에서 달리기의 산소소비량

- 낮은 산소섭취량은 높은 달리기의 효율성을 제시

• 달리기시의 성 차이

- 낮은 속도에서 차이가 없음

- 경기 속도로 달릴 때, 남자선수가 여자선수보다 더 욱 효율적

THE END ^^