От вечно движение до нулева диета - PDF безплатно изтегляне
1 От вечен двигател до нулева диета Митове за натрупване и отслабване на стенд за физика DDr. Мартин Аполин GRG17 и Uni Wien/Physik-Didaktik Масата на човека, неговото тегло и диетата му са царство на митове и легенди Когато става въпрос за отслабване, лъжа е, че най-силните щанги се огъват. Нищо чудно, защото по този начин може да се спечелят огромни пари. Със закона за енергията можете да поставите темата на научни крака! Законът за енергията е формулиран за първи път от лекаря Робърт Майер през 1842г. артериална кръв венозна кръв В тропиците кръвта е по-лека и следователно по-кислородна, отколкото в Европа. По-малкото потребление на кислород означава по-малко енергийни разходи. Това се дължи на по-високите температури в тропиците. 1
2 Заключение: Така че топлината също е форма на енергия! C 6 H 12 O O 2 = 6 H 2 O + 6 CO 2 + енергия човешки растения Това даде на Майер идеята, че общата енергия трябва да бъде като цяло постоянна и следователно не може нито да се генерира, нито да се унищожи. Експериментална настройка на джаули за определяне на превръщането на механичната енергия в топлина. Тежестта потъва и задейства бъркалка, която загрява водата чрез триене. Енергийният принцип, семантично компресиран: не се добавя или губи джаул! Това е едно от най-утвърдените изречения във физиката. Законът за енергията не спира и на хората. Екскурс: Какво е животът? 2
3 В система, която е оставена на произвола, разстройството се увеличава, т.е. ентропията! Като цяло разстройството във Вселената нараства. Следователно поддържането на ентропията или намаляването на ентропията в тялото трябва да се компенсира чрез увеличаване на ентропията в околната среда (2-ра HS от термодинамиката). И така, какво е животът? Свободно адаптиран от Erwin Schrödinger 1944: Живите системи абсорбират химическата енергия и отрицателната ентропия от околната среда и отделят топлинна енергия и ентропия. Накратко: живите системи винаги трябва да отделят топлина! Следователно живите системи също трябва да презареждат батериите си! Енергийният баланс 3
4 По принцип всичко за натрупването и отслабването може да се обобщи по следния начин: масата остава същата маса намалява увеличаването на масата Лекцията всъщност може да приключи в този момент 4
5 Не се добавя или губи джаул! Ела джаули! Законът за енергията не е изпълнен! Митът за гладния художник, който никога не трябва да яде, може да бъде опроверган незабавно с помощта на закона за енергията и втория закон на термодинамиката. Нека станем езотерични! Възможно ли е с леко хранене? Как работи лекото хранене? Въобще не! Но нека се преструваме, че работи 5
6 Ние сме много щедри и приемаме 300 W/m 2. Как можете да оцените площта на човек? С помощта на формулата на Mosteller: Йогин с много добре оценени 70 kg и 170 cm има телесна повърхност 1,8 m 2. Щедро закръгляме до 2 m 2. Най-много половината от тялото може да бъде осветено от слънцето, т.е. 1 м 2. Това също е добра оценка, тъй като хората също имат странични повърхности или слънцето може да идва отстрани. В идеалния случай кожата на йога може да бъде облъчена с 300 W. Нека приемем, че йогинът е способен да фотосинтезира в кожата си. Реалната ефективност варира в зависимост от честотата, температурата на въздуха и съдържанието на CO 2 във въздуха между 0,1 и 8%. 6-то
8 Входната страна Какъв е входният сигнал? Какво ядем? Не! Нека направим кратка топологична екскурзия. Какво е човек топологично? Чашата и торът са хомеоморфни за човек (с щипки за носа), а торусът е хомеоморфен 8
9 Така че въвеждането не е това, което ядем, а само това, което преминава през чревната стена в тора. Има лекарство, което, казано небрежно, причинява селективна мастна диария. Веществото орлистат, известно под търговското наименование Xenical, инхибира разграждащите мазнините ензими в стомашно-чревния тракт. Входната загуба е много по-голяма (до около 10%). Съществува обаче риск да си изпикаш гащите. Енергийни стойности за тези вещества, които имат физиологична калоричност за човека. Калоричността на храната се определя в бомбен калориметър. Парче въглища има физическа, но няма физиологична калоричност за хората. 9
10 равнопоставеност на пола Стойността на изходната директна калориметрия класически животински калориметър според Lavoisier
11 субстрат въглехидрати мазнини протеин калоричен еквивалент на литър O 2 21,2 kj (5,0 kcal) 19,6 kj (4,7 kcal) 19,7 kj (4,7 kcal) индиректна калориметрия Базалната скорост на метаболизма Пропорция на енергийния метаболизъм в покой Базален метаболизъм жени [kj/ден]: kg x 90 Базален метаболизъм мъже [kj/ден]: kg x 100 Базален метаболизъм жени [Y/s = W]: kg x 1.04 Базален метаболизъм мъже [Y/s = W]: kg x 1, 16 Базален метаболизъм жени [F/m 2]: 39 Базален метаболизъм мъже [F/m 2]: 43 11
12 Може да се провери основната скорост на метаболизма със закона на Стефан-Болцман: P = σ A T 4 (σ = 5, Wm -2 K -4) За тази цел се приема, в опростена форма, че тялото е черно тяло. Тъй като това не се отнася точно за хората, ние малко надценяваме радиацията. Следователно резултатът е горна граница на базалния метаболизъм. P = σ A T 4 P tot = P out - P in Оценяваме средната температура на телесната повърхност на 32 C. 12
13 При външна температура 28 C и предположението, че 46% от топлината се излъчва от радиация, резултатът е 84 вата за жените (телесна площ 1,6 м 2) и 100 вата за мъжете (телесна площ 1,9 м 2) особено от повърхността! Мит: В напреднала възраст е по-трудно да отслабнете или да напълнеете по-лесно. Може да има нещо в това! Производителност и общи продажби 13
14 Как се достига от основния метаболизъм до общия метаболизъм? С помощта на нивото на физическа активност или накратко PAL. Трудност при поведение при работа и свободно време изключително заседнала или легнала активност изключително заседнала активност с малко или никаква интензивна развлекателна дейност заседнала активност с малко или никаква интензивна развлекателна дейност предимно ходене или стояща дейност физически взискателна професионална дейност PAL Примери 1,2 възрастни, немощни лица 1,4-1,5 Офис работници, прецизна механика 1,6-1,7 1,8-1,9 2,0-2,4 Лабораторни техници, шофьори, студенти, работа по поточната линия Домакини, продавачи, сервитьори, механици, занаятчии Строителни работници, фермери, миньори, състезателни спортисти Жена 60 кг kj/ден kcal/ден ват GU, PAL 1, човек 80 кг kj/ден kcal/ден ват PAL GU, Как се стига до PAL? Използване на двойно етикетиран воден метод: 1 H 2 18 O, 2 H 1 H 16 O или 2 H 1 H 18 O. 14
15 CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 Водата, въглеродният диоксид и въглеродната киселина са в динамично равновесие. Следователно може да се случи, че 18 O атом, който първоначално е бил в H 2 O, е по-късно в CO 2. След това маркираният кислород се губи чрез дишането. CO 2 + H 2 O H 2 COO 2 COO + H 2 O Накратко: маркираният кислород се губи по-бързо от маркирания водород. Издишаният CO 2 може да се изчисли от разликата и от това общия оборот. Доста сложно, но много елегантно! Този метод има точност между 2 и 8%. Мит: Има храни с отрицателна енергия! Това би означавало, че енергията трябва да има отрицателен знак. Колкото повече сте яли, толкова повече бихте отслабнали! Това би било чудесно! 15-ти
16 Разбира се, отрицателната енергия означава отрицателен енергиен баланс. Обсъжда се, че има странни физически ефекти, при които отрицателната енергия може да играе роля, но това е много спекулативно и напълно необосновано. Така че, за съжаление, екзотичната материя не е годна за консумация. И така: Има храни, които изискват повече енергия за смилане, отколкото съдържат! Това също са глупости! Пример за увеличен оборот на тялото чрез храносмилателна работа. Стрелките показват времето, когато хората са яли. Прекъснатата линия показва базалната скорост на метаболизма, сивата зона маркира генерирането на топлина, свързана с храната. Храносмилателните загуби Това е колко процента от енергията на хранителните вещества и етанола са необходими за тяхното усвояване или превръщането им. Стойностите трябва да се разглеждат като ориентир. 16.
17 Цял енергиен баланс с един поглед 17
18 Мит: Има хора, които могат да ядат това, което искат и въпреки това да не наддават на тегло. Нашият опит подкрепя този мит. Но как може да се обясни в рамките на енергийния закон? Моля, обърнете внимание: трептене, безполезни цикли и разединяване на протеини. Например оборотът при извиване, докато седите, може да бъде по-голям, отколкото когато стоите неподвижни. Някои тествани лица имат допълнителен дневен оборот до 3350 kj (800 kcal) чрез раздвижване, т.е. безпорядни движения. Въртенето е част от енергичния добитък и прави много глупости. Безсмислени цикли (безполезни цикли) В литературата са дадени конкретни цифри за индивидуалните разлики в активността на безсмислените цикли. Разликата може да бъде до 2100 kJ (500 kcal) на ден. Това е много уважавана цифра, защото съответства на една пета от дневните енергийни разходи. 18-ти
19 Има и разединяващите протеини (UCP). Въртенето, напразните цикли и разединяването на протеините могат да обяснят защо някои хора могат да ядат толкова много безнаказано. Ако не напълнеете, енергийният баланс винаги трябва да бъде балансиран. Нека разгледаме още няколко мита: ще напълня само като гледам храната! или ще напълня, просто помирисвайки храната! Консумирам само 1000 ккал на ден и пак напълнявам. Първите две твърдения, разбира се, не са предназначени сериозно, а са метафора за факта, че е по-лесно да се започне. Но трябва да можете да оправдаете това в контекста на енергийния баланс. 19-ти
20 мита: само мазнините ви правят дебели. Въглехидратите ви напълняват. Всички храни във формата на куб тук имат калоричност, която съответства на дневните нужди. 20-ти
22 И така нататък и така нататък Нека сега разгледаме разхода на енергия чрез движение! Колко трябва да направи тялото ви, когато вашият велоергометър показва 100 W? 100 W? Екскурс: брутна и нетна продукция! Електрическа крушка, 100 W брутна мощност 100 W нетна мощност 5 W De Lorean DMC 12, 100 kw брутна мощност 350 kw нетна мощност 100 kw В ежедневието и технологиите брутната и нетната мощност се смесват. По-нататък винаги се изчислява вътрешното изпълнение, т.е. брутното изпълнение. 22-ри
23 Колко трябва да направи тялото ви, когато вашият велоергометър показва 100 W? Около 400 W! Защо е изтощително да държиш куфар? Не се извършва нито повдигане, нито ускоряване. Това не нарушава ли закона на енергията? АТФ е общата енергийна валута на живите същества. Мит: Не съм променил нищо през живота си и въпреки това изведнъж качих няколко килограма (част 2). 23.
24 Един човек (80 кг) се изкачва до четвъртия етаж два пъти на ден (12 м, ефективност 23%). Това съответства на около 83 kJ. През годината се добавя около kj, което означава разграждане на около 1 кг мазнини. Ако внезапно спрете да ходите, напълнявате. Търсене на изображение: Къде е грешката? Сензационна находка през последните години е защитният ефект на доброто състояние на фитнес срещу други рискови фактори (пушене, висок холестерол или хипертония). Обучените хора с тези рискови фактори са имали по-ниски нива на смъртност, отколкото нетренираните хора без един от тези рискови фактори! По този начин физическата неактивност изглежда дори по-голям и далеч подценен рисков фактор, отколкото се предполагаше преди (Moosburger 2004). Изпълнението при ходене Повдигане (нето) P = (mgh)/t За да се стигне до брутната производителност, трябва да се има предвид ефективността! Това е около 25%. Следователно брутната продукция е 4 пъти по-голяма от нетната продукция. mgh P = 4 = 4 t mgh дължина на стъпка скорост на ходене 24
25 Разходи за изпълнение [W] Мъже Жени 0 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 Скорост на ходене [m/s] Предположение: Дължината на крачката е 70 cm. Нека да преценим времето на изпълнението по време на бягане. Има удобното правило, че преобразувате 4,2 kj (1 kcal) на километър пробег и на килограм телесна маса. С него можете да оцените представянето Разходи за изпълнение [W] Оценка Текуща оценка Текущ темп [m/s] Мъже Жени Мит: Дори с няколко минути упражнения на ден можете да постигнете видим успех след кратко време. Нека да преценим времето за загуба на 1 кг мазнини, като използваме примера за бягане. За пробег на километър и за килограм телесна маса преобразувате 4,2 kj (1 kcal). Следователно изминатите километри зависят от масата. Един килограм телесни мазнини има калорична стойност kj (7140 kcal). 25-ти
26 Основно правило: За да накарате изминатите километри да отслабнат с 1 кг, трябва да разделите 7000 на вашата маса. Така че, ако човек със 70 кг всеки ден пробяга един километър (5 минути) или 1,6 километра (20 минути), тогава, ако не промени нищо друго в живота си, ще загуби само един килограм мазнини за около 100 дни. Мит: Можете да свалите 5 кг за една седмица. Преди да влезем в мита, кратко отклонение: Масовият състав на тялото. 26-ти
27 Ако искате да отслабнете, тогава разбира се искате да отслабнете. Австрийският психолог и художник на кабаре Бернхард Лудвиг препоръчва: Дайте везните си на смъртния си враг! И продължава, казвайки: За самодиагностика застанете пред голямо огледало без задължение. Ако това не е достатъчно, станете гол. Ако това не е достатъчно, преместете се малко. "27
28 Обратно към мита: Можете да отслабнете с 5 кг за седмица. Колко време трябва да правите нулева диета, за да загубите 1 кг мазнини? 1 кг телесна мазнина има калорична стойност kj. Ежедневните нужди на човек са около kj. Трябва да спазвате нулева диета в продължение на 3 дни, за да загубите 1 кг мазнини. За една седмица можете да управлявате само малко над 2 кг, дори и при нулева диета. Останалото е вода или по-лошо, мускулна маса. Ерго: Можете да свалите може би 5 кг за седмица, но не и 5 кг мазнини! Но става още по-лошо: Оценката беше просто изчисление на доярка, тъй като нулевата диета намалява основния метаболизъм и по този начин общия метаболитен процент. Това от своя страна води до добре познатия йо-йо ефект. 28
29 Най-големият мит от всички: Трябва да тренирате метаболизма на мазнините, за да губите мазнини. Митът за изгаряне на мазнини е най-постоянният, най-разпространен и най-великият мит от всички. Неизкореним е и звучи абсолютно логично - загубата на мазнини само чрез метаболизма на мазнините. Вярно е, че по-ниската интензивност има тенденция към разграждане на мазнините, а по-високата интензивност има тенденция към разграждане на въглехидратите. Но митът все още е погрешен. За да го изложим, трябва само да направим няколко крачки назад.За да отслабнем, се нуждаем от отрицателен енергиен баланс. Вън. Как става това е без значение. Няма значение колко бързо бягате и на колко части разделяте маршрута! 29
30 По-подробно: колкото повече въглехидрати изгарят мускулите по време на тренировка, толкова по-малко те изгарят след това. Необходимата енергия просто се взема от мастните натрупвания. И затова можете също да отслабнете, ако сте във въглехидратния метаболизъм по време на тренировка. В този случай мазнините се изгарят главно след тренировка. Митът Между другото, това е двоен мит.Трябва да избягате поне ½ час, за да влезете в метаболизма на мазнините и следователно да отслабнете. Отново: Няма значение колко бързо бягате и на колко части разделяте маршрута! В покой имате около 90% метаболизъм на мазнините! 30-ти
31 Индексът на телесна маса, интерпретиран физически ИТМ се определя като маса от (височина в метри) 2. Следователно единицата на ИТМ е кг/м 2. Замисляли ли сте се някога какво е ИТМ и неговата странна единица? Трябва? Мит: ИТМ на двама души с различна височина, но еднакъв ръст е еднакъв. Но човек може да покаже чрез много просто геометрично съображение, че това не може да бъде вярно. Обща причина, поради която ИТМ е пропорционален на височината (h): ИТМ = kg/m 2
з а) лакти; б) зърната, увеличени с 10% изометрично. Тъй като височината над квадрата също се увеличава с 10%, ИТМ също се увеличава с 10%. 31
Увеличаване на масата с около 25% + = Благодаря за вниманието! 32