Fisiologia do exercício 01

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Fisiologia do exercício
Trabalho: Definido trabalho como a quantidade de força produzida em determinada distância ou tempo.​ O trabalho é calculado por meio da seguinte fórmla: trabalho= força × distância​.
Prática: ​
Imagine que um participante tenha realizado o levantamento de 10 quilogramas (kg) ao percorrer uma distância de 2 metros (m). Nesse caso, para calcularmos o trabalho realizado, devemos seguir os seguintes passos:​ Passo 1​
Converter kg em N → como 1 kg = 9,81 N, então 10 kg = 98,1 N.​
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                                                trabalho= força × distância​
Passo 2​
Inserir os dados na fórmula apresentada → trabalho = 98,1 N x 2 m = 196,2 N.m, ou seja, 196,2 J.​
É importante notarmos que, em muitas situações, são utilizadas unidades diferentes do joule para expressar tanto o trabalho quanto a energia.​
Por exemplo, o trabalho pode ser expresso em quilogramas-metro (kgm) ou kiloponds-metro (kpm). Em casos como esses, devemos realizar a conversão em joules, pois, como vimos, essa é a unidade utilizada pelo SI para trabalho e energia.​
​Na tabela a seguir, apresentamos algumas unidades comumente utilizadas para expressar a quantidade de trabalho realizado ou de energia gasta. Além disso, demonstramos de que forma deve ser realizada a conversão.​
No exemplo que acabamos de analisar, o trabalho poderia ter sido expresso em quilogramas-metro (kgm) ou kiloponds-metro (kpm). Nesse caso, o peso de 10 kg seria considerado uma força de 10 kg (ou 10 kiloponds) que foi exercida ao longo de um percurso de 2 m, o que resultaria em um trabalho de 20 kgm ou 20 kpm.​
​Como pudemos observar na Tabela 2, 1 kgm é igual a 9,81 J. Sendo assim, o trabalho realizado equivaleria a 20 kgm x 9,81 J/kgm = 196,2 J.​
Notou como obtemos o mesmo resultado?​
Fique atento à necessidade de conversão ao calcular o trabalho realizado!​
 Potência: A potência é comumente utilizada para descrever a quantidade de trabalho produzido por unidade de tempo.​
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Segundo o SI, a unidade utilizada para expressar a potência é o watt (W), que é definido como 1 joule por segundo!​
​
potência=força × distância/tempo.​
O cálculo do trabalho realizado durante o exercício no step é bastante simples. Suponhamos que um participante de 70 kg suba e desça de um banco com 41 cm de altura (0,41 m), durante um período de 10 minutos e a uma velocidade de 30 passadas por minuto. ​
Nesse caso, o trabalho produzido pode ser calculado da seguinte forma:​
trabalho= 70 × 0,41 × 30 × 10=8.610 kgm​
Onde:​
Força = 70 kg;​
Distância = 0,41 m x 30 passos.min–1 x 10 min = 90 m.​
Para obtermos a produção de potência, basta dividirmos o valor do trabalho pelo tempo de realização do esforço, que, no exemplo apresentado, foram 10 min. Desse modo, temos:​
                                                     ​
                                                        1 Kg.min = 0,163W​
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potência=8.61010=861kgm.min-1 ou 140,34W​
Cicloergômetro
No cicloergômetro, cada pedalada realizada pelo avaliado equivale a uma distância virtual de 6 m. Sendo assim, para calcularmos a distância percorrida, basta multiplicarmos esse valor pelo ritmo de pedaladas (rev.min-1) e pelo tempo em que o esforço está sendo realizado.​
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Vamos, agora, analisar um exemplo para melhor entendermos de que forma é realizado o cálculo do trabalho e da potência no cicloergômetro Monark.​
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Consideremos os seguintes parâmetros:​ Duração do exercício = 10 minutos;​
Resistência contra o volante (força) = 1,5 kg;​
Distância percorrida a cada pedalada = 6 m;​
Ritmo de pedalada = 60 rev.min–1.​
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Com base nesses parâmetros, o cálculo da produção de trabalho pode ser realizado da seguinte maneira:​
trabalho= força × distância​
​trabalho= 1,5 × 6 × 60 × 10=5.400 kgm​
Já o cálculo da produção de potência, durante o período de 10 minutos, pode ser realizado da seguinte forma:​
​
 potência = força ×  distância/tempo​
​ Como:  1 Kg.min = 0,163W​
potência=5.400/10=540kgm.min-1ou 88,24W​
como é medido o consumo de oxigênio durante o exercício?​
Espirometria moderna de circuito aberto utiliza-se uma tecnologia computadorizada que, por meio de sensores de fluxo eletrônicos, se mensura o volume do gás expirado a cada ciclo respiratório individual. ​
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Esse gás é conduzido a uma câmara de mistura onde é feita a coleta de amostras para análise contínua dos gases. ​
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E como determinar o gasto energético a partir da análise de gases?
O consumo de oxigênio (VO2) é calculado em litros de oxigênio consumidos por minuto (L.min) e pode ser usado para expressar o gasto energético de diferentes formas:
Os dados a seguir foram obtidos de uma mulher treinada, com peso de 70 kg, durante uma corrida submáxima na esteira. Vejamos:
Ventilação (STPD) = 60 L.min–1;
O2 inspirado = 20,93%;
O2 expirado = 16,93%.
O cálculo a ser realizado para obtermos o VO2, nesse caso, é o seguinte:
VO2(L. min-1)=ventilação×(O2 inpirado - O2 expirado) 
Com base nos dados do nosso exemplo, teremos: VO2 (L.min-1) = 60 L.min-1 × (20,93% O2 – 16,93% O2) = 2,4 L.min-1
O VO2 também pode ser expresso em quilocalorias produzidas por minuto (kcal.min-1). O equivalente calórico de 1 L de O2 varia de 4,7 kcal.L-1 para gorduras a 5,05 kcal.L-1 para carboidratos. 
Por motivos práticos, contudo, admite-se que, para cada 1 L.min-1 de O2, são produzidas 5 kcal.min-1.
Nesse caso, o gasto energético total é calculado multiplicando-se as quilocalorias gastas por minuto (kcal.min-1) pela duração da atividade em minutos.
Retornando então ao nosso exemplo...
Se a mulher de 70 kg mencionada corresse na esteira por 30 minutos, a um VO2 = 2,4 L.min–1, o seu gasto energético total poderia ser calculado do seguinte modo:
2,4 L.min-1 de O2 × 5 kcal.L-1 = 12 kcal. min-1
12 kcal. min-1 x 30 min = 360 kcal.min-1
Quando o VO2 é expresso em L.min-1, seu valor é multiplicado por 1.000 para ser expresso em mL.min-1 e, em seguida, dividido pelo peso corporal da pessoa, expresso em kg.
Nesse caso, o valor obtido é expresso em mL de O2/kg de peso corporal.min, ou mL.kg-1.min--1 (VO2 relativo). Isso nos possibilita realizar comparações entre participantes de diversos tamanhos corporais.
No nosso exemplo, o VO2 relativo da mulher de 70 kg com VO2 = 2,4 L.min-1 seria calculado da seguinte forma:
VO2 (mL.kg-1.min-1) = 2,4 L.min-1 × 1.000 mL.L-1/70 kg = 34 mL.kg-1.min-1
Características: 
• VO2 = 5,0 L/min 
• MC = 70 Kg
- Tempo – 30 minutos 
• Cálculo: 
5,0 L/min = (5000 ml/min) / (MC = 70 Kg) 
VO2 = 34 ml/kg/min
Gasto energético
Uma das características dos seres vivos consiste na sua grande capacidade de produzir calor. 
Quando um corpo está em repouso, os processos vitais já resultam na produção de calor.
Calorometria: mede taxa metabólica. O metabolismo é a taxa de produção de calor. O metabolismo é proporcional ao nível de reações químicas que ocorrem no organismo. 
Todos os eventos celulares resultam em produção de calor. Sendo assim, a partir da determinação do calor produzido, pode-se inferir que ele se relaciona diretamente à medida do metabolismo.
A unidade utilizada para expressar a produção de calor é a caloria, que pode ser definida como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água em 1 grau Celsius.
Como 1 caloria é uma quantidade muito pequena, o termo quilocalorias (kcal) é mais usado. Uma quilocaloria representa 1.000 calorias.
Calorimetria indireta: A técnica de calorimetria indireta é muito propícia para mensuração do gasto calórico em condições de repouso. Por meio dela, é possível avaliar possíveis alterações metabólicas no indivíduo, considerando proporção corporal, crescimento, doenças, sexo, drogas, nutrição, idade e ambiente.
Durante o esforço físico, temosuma situação de análise metabólica específica. Em condições de repouso, toda a energia liberada aparece como produção de calor. Se o metabolismo for constante, a quantidade de calor produzido pelo corpo durante determinado período será a mesma que aquela que está sendo monitorada. 
Durante o exercício, contudo, parte da energia liberada pelo corpo aparece como trabalho físico externo (em watts, por exemplo). Por conta disso, para esse fim, utilizados dispositivos que medem o trabalho externo realizado, como cicloergômetros e esteiras.