En matematisk modell for energiomsetningen i et. kajakkløp. Arne B. Sletsjøe. Problemstilling. Global modell. Lokal modell.

Like dokumenter
Løsningsforslag øving 4

NTNU. TMA4100 Matematikk 1 høsten Løsningsforslag - Øving 12. Avsnitt Ved Taylors formel (med a = 0) har vi at. 24 For x < 0 har vi at

e x = 1 + x + x2 2 + R 2(x), = e 3! ( 1) n x n = n! n=0 y n+1 = y 0 + f(t, y n (t)) dt 1 dt = 1 + x (1 + t) dt = 1 + x x2

OPPGAVESETT MAT111-H16 UKE 45. Oppgaver til seminaret 11/11. Oppgaver til gruppene uke 46

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 3. juni 2009 kl

4 Differensiallikninger R2 Oppgaver

Arbeidsøkonomi: Arbeidsøkonomi er et mål på hvor mye energi en utøver forbruker på en gitt intensitet eller tilbakelagt distanse (teknikk)

Forelesning 14 Systemer av dierensiallikninger

HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for ingeniørutdanning

Fysikkmotorer. Andreas Nakkerud. 9. mars Åpen Sone for Eksperimentell Informatikk

differensiallikninger-oppsummering

TFY4115: Løsningsforslag til oppgaver gitt

Intensitetssoner ka e vitsen? Foredrag på «1. Wisnes-seminar» 22. November 2017 av Ørjan Madsen

MAT UiO mai Våren 2010 MAT 1012

TMA4100 Matematikk1 Høst 2009

IDR108 1 Treningslære og fysiologi

Norges Skøyteforbund. Utholdenhet/intensitetssoner

Nå er det på tide å se hvordan dette fungerer i praksis. Vi skal beregne et par Laplacetransformer som vi får mye bruk for senere.

Nei, jeg bare tuller.

Quiz fra kapittel 1. Characteristics of the atmosphere. Høsten 2016 GEF Klimasystemet

INEC1800 ØKONOMI, FINANS OG REGNSKAP EINAR BELSOM

BINGO - Kapittel 5. Celle som sender signaler mellom hjernen og andre kroppsceller (nerveceller, fig. side 77)

INTENSITETSSONER. Olympiatoppen anbefaler at treningen deles inn i åtte intensitetssoner Inndelingen i de åtte intensitetssonene er gjort ut fra:

Norges Skøyteforbund Generell treningslære

OPPGAVESETT MAT111-H17 UKE 45. Oppgaver til seminaret 10/11. Oppgaver til gruppene uke 46

Leif Inge Tjelta: Utholdenhet og. utholdenhetstrening

TMA4265 Stokastiske prosesser

Kapittel 8. Varmestråling

Poissonprosesser og levetidsfordelinger

dg = ( g P0 u)ds = ( ) = 0

Fysikk-OL Norsk finale 2006

Prøve i R2. Innhold. Differensiallikninger. 29. november Oppgave Løsning a) b) c)...

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

Partieltderiverte og gradient

Eksamen i emnet M117 - Matematiske metodar Mandag 29. mai 2000, kl Løysingsforslag:

Figur 1: Volumet vi er ute etter ligger innenfor de blå linjene. Planet som de røde linjene ligger i deler volumet opp i to pyramider.

ECON3610 Samfunnsøkonomisk lønnsomhet og økonomisk politikk Forelesning 2

TMA4110 Matematikk 3 Haust 2011

Bachelor i idrettsvitenskap med spesialisering i idrettsbiologi 2014/2016. Utsatt individuell skriftlig eksamen. IBI 240- Basal biomekanikk

Kapittel 8. Inntekter og kostnader. Løsninger

Oppgavesett 6. FYS 1010 Miljøfysikk. Oppgave 1

3. Ved hvor mange repetisjoner i styrketrening opphører forbedring av styrke (1RM)? a) ca 15 b) ca 40 c) ca 6 d) ca 100

Hva er utholdenhetstrening? Utholdenhetstrening blir ofte omtalt som kondisjon eller kardio, men betyr i praksis det samme. Utholdenhetstrening kan

Fysikkolympiaden Norsk finale 2018 Løsningsforslag

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I GRUNNKURS I ANALYSE I (MA1101/MA6101)

Kontroll av bremser på tyngre kjøretøy ved teknisk utekontroll

Løsningsforslag EKSAMEN TFY4102 FYSIKK Fredag 10. juni 2011

Som vanlig er enkelte oppgaver kopiert fra tidligere års løsningsforslag. Derfor kan notasjon, språk og stil variere noe fra oppgave til oppgave.

EKSAMENSOPPGAVE I SØK3004 VIDEREGÅENDE MATEMATISK ANALYSE

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2012

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I BERGEN Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Obligatorisk innlevering 3 i emnet MAT111, høsten 2016

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Eksamen høsten 2016 Løsninger

EKSAMEN I NUMERISK MATEMATIKK(TMA4215) Lørdag 20. desember 2003 Tid: 09:00 14:00, Sensur:

Første og andrederivasjons testen Anvendt optimering Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Eksamen R2 høst 2011, løsning

UNIVERSITETET I OSLO

NKF Trener II Sportsklatring

Kondensator. Symbol. Lindem 22. jan. 2012

Forelesningsnotater ECON 2910 VEKST OG UTVIKLING, HØST Naturressurser og økonomisk vekst

Et godt resultat. er konsekvensen av. En god prestasjon. er konsekvensen av. med. Foredrag sykkeltrening av Atle Kvålsvoll.

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN FY1013 ELEKTRISITET OG MAGNETISME II Fredag 9. desember 2005 kl

Fasit MFEL1050 høst 2010

UKE 5. Kondensatorer, kap. 12, s RC kretser, kap. 13, s Frekvensfilter, kap. 15, s og kap. 16, s.

Eksamen i SIF5036 Matematisk modellering Onsdag 12. desember 2001 Kl

FYSIKK-OLYMPIADEN

Eksamen høsten 2016 Løsninger

MA1101 Grunnkurs Analyse I Høst 2017

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I, vår 2009

Differensialligninger

Hardest og mest med minst mulig innsats? Gode resultater koster mye uansett; hvordan få kostnaden mest mulig ned?

(1 + x 2 + y 2 ) 2 = 1 x2 + y 2. (1 + x 2 + y 2 ) 2, x 2y

Eksamen i emnet M117 - Matematiske metodar Onsdag 7. september 2001, kl Løysingsforslag:

Vår TMA4105 Matematikk 2. Løsningsforslag Øving 2. Norges teknisk naturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Eksamensoppgavehefte 1. MAT1012 Matematikk 2: Mer funksjonsteori i en og flere variabler

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2017

Fysikkolympiaden Norsk finale 2019 Løsningsforslag

NIAK: Laktat, løpskapasitet og løpsteknikk. Av: Espen Tønnessen, Fagsjef utholdenhet

Optimalisering av utholdenhetstrening!

DEL 1 Uten hjelpemidler

TIØ 4258 TEKNOLOGILEDELSE EINAR BELSOM 2013

Individuell skriftlig eksamen. IBI 315- Fysiologisk adaptasjon til trening. Mandag 26. mai 2014 kl Hjelpemidler: kalkulator

Løsningsforslag Obligatorisk oppgave 1 i FO340E

Trening av elite- og seniorsvømmere. Litt av hvert

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Løsningsforslag til øving 9.

Dyreceller. - oppbygning. - celleånding

UKE 5. Kondensatorer, kap. 12, s RC kretser, kap. 13, s Frekvensfilter, kap. 15, s kap. 16, s

MAT Prøveeksamen 29. mai - Løsningsforslag

Effektene av å bli mer fysisk aktiv

EKSAMEN MFEL Innføring i idrettsfysiologi - Trening for prestasjon, helse og livskvalitet. Høst 2008.

Enkel matematikk for økonomer 1. Innhold. Parenteser, brøk og potenser. Ekstranotat, februar 2015

dx = 1 1 )dx = 3 y= x . Tangentplanet til hyperboloiden i (2, 1, 3) er derfor gitt ved x 2, y 1, z 3 = 0 x 2 + 2(y 1) 2 (z 3) = 0 x + 2y 2z 3 = 2

STUDIEÅRET 2012/2013. Utsatt individuell skriftlig eksamen. IBI 315- Fysiologisk adaptasjon til trening. Mandag 25. februar 2013 kl

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN, MAT 1001, HØSTEN (x + 1) 2 dx = u 2 du = u 1 = (x + 1) 1 = 1 x + 1. ln x

OPPGAVESETT MAT111-H16 UKE 47. Oppgaver til seminaret 25/11

Obligatorisk oppgave 2

Transkript:

En pa celleniva

på En i et Matematisk institutt, UiO Åpen Dag, 5. mars 2009

1 på

på 1 2

på 1 2 3 på

på 1 2 3 på 4

på Under OL i Athen i 2000 vant Knut Holmann både 500m og 1000m. På 1000m var han favoritt, mens 500m-gullet kom som en overraskelse. Det blåste kraftig motvind under 500m-finalen. Er det mulig at motvinden var utsalgsgivende for at en ekspert på den dobbelte distansen kunne vinne over de typiske 500m-spesialistene?

på Vi antar at vi padler et mellomdistanseløp av varighet 1,30-4,00 minutter med konstant hastighet. A(t): Øyeblikkelig energiomsetning (effekt) y(t): Aerob del av λ(t) = A(t) y(t): Anaerob del av M: maximal aerob kapasitet, målt i effekt, y M. L(t) = t 0 λ(τ) dτ (Anaerob del = oksygenunderskudd)

på Input i modellen er effekten A(t), bestemt av utøveren, og utgangspunktet y(0) = y 0. Fordelingen mellom aerob (y) og anaerob (λ) energiomsetning er kontrollert av likningen dy dt = f (A, y, L) hvor funksjonen f har egenskapene i) For y < A; f > 0 og f y < 0. ii) f A 0. iii) f L 0 når L > L 0.

Løsningskurve på 100 Effekt 90 80 70 60 50 Anaerob energiomsetning y(t) Aerob energiomsetning 40 30 Tid: t 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101 105 109 113 117 Illustrasjon av en typisk løsningskurve for modellen, her med konstant A.

54 53,5 53 52,5 52 51,5 51 50,5 50 49,5 49 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Sprintertype Langdistansetype En på Øvre skranke for A Øvre skranke for A er en avtagende funksjon av akkumulert anaerob energiomsetning L, dvs. jo stivere man blir, jo mindre kraft kan man produsere. En spurt vil derfor normalt gå langsommere og langsommere dersom man yter det maksimale av hva man kan. Effekt Laktat Illustrasjonen viser to kurver som gir øvre skranke for A som en funksjon av akkumulert laktat L. Den blå svarer til en sprintertype, mens den røde skal illustrere en langdistansetype.

på på Energiomsetning i en enkeltcelle: α = α(t) Summeres opp: α(t) = A(t) alle celler Variasjoner i laktatkonsentrasjonen i) Laktatkonsentrasjonen i blodet er konstant lik B gjennom ett tak (kort tidsrom) ii) Laktatkonsentrasjonen i cella er gitt ved β(t) og laktatproduksjonen er proporsjonal med α i cella, kα(t), for en konstant K. iii) Diffusjonen av laktat over i blodbanen er proporsjonal med differansen mellom konsentrasjonen i celle og i blod, c(β B), for en konstant c.

på Dette gir oss likning som har løsning dβ dt = kα c(β B) β = (B + α c k) (B + α c k β 0)e ct

på Vi antar at padletaket er stykkvis lineært. T er tiden mellom to tak på samme side, mens τ er den tiden som padleren legger kraft i taket, normalt mellom 25 og 30% av T. { Kα 0 t τ F = 0 τ < t T der K er en konstant. Anta at motstanden er gitt ved R er konstant gjennom taket. Det gir endring i hastighet V = c((kα R)τ R(T τ)) = c(kατ RT ) Betingelesen for konstant hastighet blir da R Kα = τ T

på Løsning for ett padletak Kombinerer vi dette med løsningen av likningen, får vi ved skillene t = τ og ved t = T og β τ = (B + α c k) (B + α c k β 0)e cτ Dette gir tilvekst i laktat c(t τ) β T = B (B β τ )e β = β T β 0 = e ct ( α c k(ecτ 1) (β 0 B)(e ct 1)) Hvis vi krever konstant hastighet, får vi β = e ct ( α c k(e crt Kα 1) (β0 B)(e ct 1))

på Diskusjon Størrelsen β forteller hvor mye mer laktat det er i muskelen etter at taket er gjennomført. Fortrinnsvis bør denne være så liten som mulig. Vi har i) e ct avtar med økende T, dvs. lav frekvens. ii) α crt c k(e Kα 1) avtar med økende α, dvs. større kraft. iii) Siden β > B så vil (β 0 B)(e ct 1) avta med økende T. For å bli minst mulig stiv i musklene skal man altså padle med lav frekvens og stor kraft i hvert tak.

på I motvind eller slak oppoverbakke vil R øke, dvs. større motstand. Det betyr at forholdet τ T øker, dvs. mindre opphold mellom hvert tak, som igjen betyr mindre kraft, men jevnere kraft. Når det totale laktatnivået i kroppen øker mot slutten av et løp vil motvindsforhold favorisere utøvere som har mindre fart og som tar ut stoørre del av sitt energibehov ved aerob energiomsetning. I medvind eller slakt nedover blr forholdet motsatt.