Krop og Energi 1.t

Hvor mange gram banan skal man spise, hvis man ikke skal tabe sig efter en tur i fitnesscentret?

Læs som indledning afsnittet Energi i kroppen i Vejen til Fysik C side 80-87.

Fødevarer og kroppens energiproduktion.

Lad os se på spørgsmålet: Hvor får kroppen sin energi fra, og hvordan kan man bestemme denne energi?

Energien til menneskekroppens muskelarbejde fås primært fra maden vi spiser.

Fødevarer indeholder kemisk energi som omsættes i kroppen.

Kemiske processer i kroppen, kræver et forbrug af ilt. Disse processer kaldes aerobe processer.

Jo mere ilt, kroppen er i stand til at optage fra luften omkring os, desto mere energi kan den producere. En større energiproduktion medfører, at man kan klare en højere arbejdsintensitet.

Kroppens maksimale iltforbrug pr tid er et mål for fysisk ydeevne.

Stærkt forenklet kan man sige at iltforbruget går til en forbrænding af fødevarerne.

Inden for træning skelner man også mellem aerob træning, og anaerob træning.

Aerob træning er konditionstræning, hvor musklerne bruger ilt. Det tager tid for ilten at nå med blodet ud til musklerne, derfor er aerob træning typisk langvarig træning (mere end 20min) (løb, cykling, svømning, roning, langrend og rulleskøjteløb). Modsat har vi den anaerobe træning, som er kortvarig, meget intens og som ikke kræver ilt (f.eks.100m løb og vægtløftning).

Lad os se på den kemiske reaktionsligning ved aerob energifrigørelse.

Energimængden, der frigives ved forbrug af 1 liter O2, afhænger af, om det er kulhydrat, protein eller fedt der forbrændes. Ved en almindelig blandet kost kan man regne med, at der frigives ca. 20 kJ pr. forbrugt liter O2.

Når kroppen træner forbruges der energi. En direkte bestemmelse af energiforbruget
ville kræve en bestemmelse af den samlede iltoptagelse under aktiviteten, hvilket er besværligt. Man kan ved hjælp af tabellen nedenfor vurdere, hvor meget energi forskellige aktiviteter kræver. Tallene i tabellen er fundet empirisk, dvs. på baggrund af eksperimentelle data.

Eksempel:

Opgave 1)

Hvad er dit samlede energiforbrug, hvis du løber i 15 min, med hastigheden 7km/time?

Opgave 2)

Hvad er dit samlede energiforbrug, hvis du løber 5km, med hastigheden 7km/time?

Fødevarer.

Energien i vores mad stammer fra i kulhydrater, fedtstoffer, proteiner og alkohol.

Tabel over næringsstoffernes energi indhold

Næringsstof

Energiindhold pr gram

Kulhydrat

17kJ

Fedt

37kJ

Protein

17kJ

Alkohol

29kJ

Opgave 3)

Kartofler indeholder pr 100g: 22,3g kulhydrat, 2,3g protein og 0g fedt.

a)    Hvor meget energi er der i 100g kartofler?

Kartofler i form af pommes frites stegt i olie indeholder 1469kJ pr 100g.

b)    Hvor mange g pommes frites kan energimæssigt erstatte 200g kartofler?

c)    Hvorfor er det ikke bedre at spise pommes frites end kogte kartofler?

Opgave 4)

Benyt en af nedenstående kalorietabeller til at se hvor meget energi (regn i kJ) der er i

a)    Din morgenmad

b)    Din frokost

c)    Din aftensmad

d)    Dine mellemmåltider.

http://www.kalorietabel.dk/

http://myfoodcontrol.appspot.com/da/kalorietabel.html   (pr 100g)

http://www.housewife.dk/kalorietabel.htm

Energistofskiftet.

Hvor hurtigt man omsætter energi eller udfører et arbejde kaldes effekt.

Vi benyttet P for effekt.

Omsat energi      Effekt=               vi har enhederne

Udførte arbejde    Effekt=                          vi har igen enhederne

Opgave 5)

Lav øvelse 6.3    a) og b) side 82 i Vejen til fysik C.

Sammenlign med opgave 4.

Vil du slanke dig eller tage på?

Opgave 6)

Lav øvelse 6.1 side 82 i Vejen til fysik C.

Vi vil nu se på, hvorledes vi udregner, hvilket arbejde vi udfører i fitnessentret, når vi løfter på lodder.

Kraft, Arbejde og effekt

Tyngdekraften   .   , hvor m er massen i kg, og g er tyngdeaccelerationen.

Hvis vi skal løfte et lod på 5 kg, skal vi benytte en kraft der ligeså stor som tyngdekraften på loddet, men kraften er modsatrettet.

Arbejdet vi udfører ved at løfte loddet er  lig kraften gange vejen

, A er arbejdet i J ( Joule), , Når kraften er i N ( Newton) ,og  er her længden af  vejen loddet løftes i meter.

Hvis vi løfter vores lod fra før, 50cm udfører vi således arbejdet:

Effekt er arbejde pr tid

P er effekten i W, t er tiden i sekunder, A er arbejdet i J

Hvis vi har været 2 sekunder om at løfte vores lod fra før, så er effekten

Opgave 7 og 8) Lav øvelserne 6.5 og 6.6 side 87 I Vejen til fysik C.

Smiley Fitness

Regler for Smiley Fitness

- Husk hængelås til jeres skab

- I skal alle være omklædte og have indendørssko på.

- I må ikke gå i sauna.

- I skal være ude af Smiley Fitness når modulet afsluttes

Opg 9)

Start med at varme op i 10 min.

Benyt f.eks. løbebåndet , cyklerne, crosstrainerne eller romaskinerne.

De står både oppe og nede.

Find ud af hvordan du kan notere calorier.

Der står en værdi ”cal” på kredsløbsmaskinerne (f.eks. kondicyklerne), det er kcal, der gælder 1kcal=4,18kJ.

Noter hvor mange kcal du forbrænder på 10 min.

kcal forbrændt ved opvarmning

J forbrændt ved opvarmning

Dernæst fortsætter I  med løft.

Arbejde og effekt.

Vi vil nu måle effekten, når vi benytter musklerne bl.a. i ryggen.

I Fitnesscentret måles bl.a. på maskinen der er vist nedenfor.

Apparatur: Fitnessmaskine, målebånd, stopur ( benyt mobiltelefon)

Der måles hvor højt lodderne ved maskinen løftes.
Se på billederne, afstanden der løftes = afstanden fra s1 til s2.
Når vi løfter 10 gange, vil vi ikke altid nå helt ned til 0.

Der  måles også på andre maskiner,  noter hvilken muskel det måles på.

Bemærk vægten af lodderne står enten i pund og i kg, I skal benytte tallene i kg.

Hvis det står i pund er 1pund= 0,45kg.

Vurder selv om det er pund eller kg der står ved maskinen.

Den gule knap skal stå vandret ellers er vægten større end det anførte.

I skal måle på 10 træk eller løft.

På nedturen  skal I holde igen på lodderne så de ikke falder ned.

Derved udfører jeres muskler også et arbejde på nedturen, dog ikke så meget som på opturen.

Fysiologiske undersøgelser har vist at arbejdet på nedturen er 1/6 ( eller ca 17%) af arbejdet på opturen.

( Krop og Energi af Torben Lenskjær m.fl. Gyldendal side 13, godt nok ved steptest, men vi benytter i mangel af bedre samme tal)

Opgave 10)

Hvorfor skal vi gange med 1,17?

Effekt er arbejde pr tid

P er effekten i W, tiden er i sekunder, massen i kg, tyngdeaccelerationen er ,

Antal er antal gange der løftes.

Eks:  ( mere realistiske tal kan let skaffes)
50 kg løftes 12cm, ved 10 træk, det tager 1 min

dette er så den gennemsnitlige effekt.

I får forhåbentlig nogle højere tal.

Opg 11)

Udfyld nedenstående skemaer med alle i din gruppe:

Det er bedst at nå 10 løft eller træk, hvis I ikke når 10 løft noteres antal løft.

a)    Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

b)    Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

c)    Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

d)    Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

e)    Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

f)     Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

g)    Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

h)    Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

i)      Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

j)      Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

k)    Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

l)      Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

m)  Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

n)    Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

o)    Muskel:

navn

køn

Antal træk

Masse

/kg

Strækning

/m

Tid

/sek

Arbejde

/J

Effekt

/W

Opgave 11) Udregn for hver enkelt i jeres gruppe det samlede arbejde i J der er udført ved styrketræning i motionscenteret.

Udregn ligeledes hvor meget i har forbrændt i J ved opvarmningen.

Hvor meget energi i form af mad skal I hver især spise for at dække energiforbruget ved jeres arbejde på styrketræningsmaskinerne?

Hvor meget energi i form af mad skal I hver især spise for at dække energiforbruget ved jeres opvarmning?

Sammensæt et let måltid det svarer hertil.
Bemærk: Et menneskes krop har som energiomsættende maskine en lav nyttevirkning.
Regn med at der kun udnyttes 25% af maden.

Kilder: Krop og energi af Torben Lenskjær og Jørgen Aagren Nielsen, netdoktor.dk

Naturvidenskab for alle : Menneskekroppen som motor,

http://www.fodevarestyrelsen.dk/fdir/Pub/2009002/rapport.htm