До начала занятий на спортивных тренажерах, рассчитанных на развитие выносливости и аэробных способностей (кардиотренажерах), необходимо ввести с панели тренажера свои данные (пол, вес, возраст) и целевые данные по нагрузке (скорость, время, расход энергии, мощность работы, иногда даже целевой пульс). Все эти параметры взаимосвязанны (так, с повышением скорости беговой дорожки увеличится мощность работы, с увеличением времени тренировки увеличится общий расход энергии и т.п.).
Чтобы добиться желаемого эффекта и не навредить здоровью, выставляемые целевые показатели должны соотвествовать вашим возможностям и степени тренированности. В данной статье поговорим о наиболее важном показателе – мощности нагрузки. Нагрузка измеряется к килокалориях в час (ккал/ч) либо в ваттах (Вт). Между этими двумя единицами измерения мощности существует зависимость: 1 Вт = 0,860 ккал/ч; 1 ккал/ч = 1,163 Вт.
Но прямой перевод по этим формулам вызывает недоумение. Так, известно, что при длительной работе человек может развивать мощность порядка 100 Вт (образно можно представить, что работой поддерживается свечение лампочки накаливания или радиостанции мощностью 75 Вт с учетом потерь в ножном генераторе («солдат-моторе») типа изображенного ниже.
100 Вт соответствуют 86 ккал/час, но ведь длительно на велотренажере иди эллипсоиде можно тратить 300-400 ккал/ч без особых усилий. Что здесь не так?
Дело в том, что в ваттах обычно измеряется полезная (механическая) мощность, а в ккал/ч метаболическая, или скорость потребления организмом энергии (пищи). Но в организме не вся усваиваемая пища преобразуется в механическую энергию, часть энергии пищи преобразуется в тепло, как полезное (поддержание нормальной температуры тела, что необходимо для поддержания жизнедеятельности), так и бесполезное (перегрев организма, чрезмерное потение), и механическая энергия связана с метаболической энергией через коэффициент полезного действия (КПД).
Наиболее высок КПД мышц ног человека - в пределах от 20 до 35%, КПД мышц рук ниже – от 5 до 15%, а при работе всех мышц человека считаются со средним КПД в пределах от 15 до 25%. Эффективность мышечной работы может быть увеличена тренировкой – до 25-30% и даже до 35%, а у животных КПД доходит до 50%. Таким образом, по КПД человек находится где-то между паровозом (КПД = 5-8%) и тепловозом (КПД = 40%).
На панелях многих спортивных тренажеров, особенно премиум-класса, отображается мощность выполняемой работы; как правило, только в тех случаях, когда работа совершается путем преодоления внешней нагрузки ( в велотренажере и эллиптическом тренажере преодолевается сопротивление торможения маховика). Для создания нагрузки в этих тренажерах маховик тормозится механическим, магнитным или электромагнитным способом.
При ходьбе или беге на беговой дорожке работа совершается за счет циклического активного подъема (с последующим пассивным опусканием) центра тяжести тренирующегося, и нагрузка в ваттах обычно не отображается; выводится совершенная метаболическая работа в ккал, подсчитываемая на основе веса тренирующегося (который требуется ввести с панели тренажера до начала тренировки), скорости ленты и времени тренировки по заложенному в тренажер алгоритму.
Для новичка самое надежное в плане определения допустимой нагрузки при работе на тренажере – консультация кардиолога с проведением теста на тредмилле. По состоянию вашего здоровья будет дана рекомендация по допустимой нагрузке в форме объявления предельного значения пульса, при этом значение пульса для новичка является предельным, с которым допускается заниматься через несколько месяцев тренировок. Важна также и рекомендация сертифицированного тренера.
Но новичку, если он даже здоров, нужны какие-то рекомендации по безопасной первоначальной нагрузке и конечной нагрузке, достигаемой по мере роста тренированности. Общие принципы определения нагрузки понятны – человек с большей мышечной массой располагает бóльшими возможностями по развитию мощности, чем человек с меньшей мышечной массой, в то же время допустимая нагрузка уменьшается с возрастом.
Этим условиям отвечают приведенные ниже в таблице формулы оптимальной величины тренировочной нагрузки (в ваттах) в зависимости от пола (для женщин меньше, чем для мужчин) и регулярности тренировок (т.е., по сути, степени тренированности). Важно: в виду имеется именно мощность, отображаемая на мониторе тренажера, механическая мощность в ваттах. В килокалории метаболической мощности их можно перевести с учетом КПД тренирующегося, что зависит от работающих мышц и степени тренированности.
Возраст указывается в годах, вес в кг. В формулы подставляется нормальный вес, а не фактический, поскольку для нормально развитого человека (не бодибилдера или пауэрлифтера) между количеством мышечной массы и нормальным весом существует довольно-таки жесткая зависимость, определяемая процентом жира в организме. Жировая масса никаких преимуществ в плане развития механической мощности не дает.
Приведем пример расчета для женщины в возрасте 40 лет, впервые приступающей к занятиям на велотренажере или эллипсоиде при нормальном весе 60 кг:
P = 20/(0,2 + 0,5*Возраст/Норм.вес) = 20/(0,2 + 0,5*40/60) = 37,5 (Вт)=8,96 кал/с=32,3 ккал/ч
С учетом КПД мышц ног 25%, или 0,25, метаболическая мощность составит 32,3/0,25 = 129 (ккал/ч). На это значение и следует ориентироваться при первых тренировках, с перспективой повышения в 1,4 раза, а затем и в 2,4 раза по мере наращивания тренированности. В данный же момент за 20 минут работы будет наработано 129*20/60 = 43 (ккал).
Пример расчета для регулярно тренирующегося молодого человека в возрасте 25 лет, с нормальным весом 70 кг:
P = 60/(0,2 + 0,5*Возраст/Норм.вес) = 60/(0,2 + 0,5*25/70) = 159 (Вт)=137 ккал/ч.
С учетом КПД мышц ног тренированного человека 0,30, метаболическая мощность составит 137/0,30 = 456 (ккал/ч), т.е. за 40 минут работы будет наработано 456*40/60 = 304 (ккал).
Дополнительно, при тренировках на развитие выносливости и аэробных способностей, следует ориентироваться на частоту пульса, она должна находиться в пульсовой зоне, соответствующей тренированности и поставленным целям.
