LABORATORIO 7:
LA EJECUTORIA PARA EVENTOS COMPETITIVOS DE VELOCIDAD: BASADO EN LA:

EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD PARA LA GENERACIÓN DE POTENCIA HORIZONTAL: EMPLEANDO LAS VARIABLES:
MASA CORPORAL DEL ATLETA, DISTANCIA HORIZONTAL RECORRIDA Y TIEMPO UTILIZADO PARA CUBRIR LA DISTANCIA

Profesor Edgar Lopategui Corsino
Catedrático Asociado
M.A., Fisiología del Ejercicio
Ed.D., Liderazgo e Instrucción en la Educación a Distancia

        La habilidad de correr rápido representa una cualidad biomotora de vital importancia en muchos deportes.  El éxito a nivel competitivo de tal capacidad para llevar a cabo actividades de velocidad depende marcadamente de la habilidad del atleta de generar fuerzas verticales, la capacidad metabólica de tipo anaeróbica y las características de los tipos de fibras musculares que posee el atleta (Haff & Dumke, 2019, p. 458).

UNIDAD DE ESTUDIO DEL CURSO AL CUAL PERTENECE EL LABORATORIO 1

        El laboratorio actual se encuentra asociado con la tercera unidad de la asignatura académica: HPER-4170: Fisiología del Movimiento Humano.  Ver abajo la descripción:

Unidad 3: Estudio y Evaluación de Sistemas Morfofuncionales del Movimiento Humano:

        Se estudian diversos sistemas fisiológicos y su su relación con el movimiento humano, algunos de los cules se mencionan a continuación:

► Estructura y Función de los Músculos Activos
► Control Nervioso de la Actividad Muscular
► Adaptaciones Neuromusculares
► Control Hormonal de la Actividad Física
► El Sistema Cardiovascular: El Corazón y el Sistema Circulatorio o Vascular
► El Sistema de Transporte de Oxígeno
► El Sistema Respiratorio y Control de la Ventilación Pulmonar
► Respuestas Cardiorrespiratorias al Ejercicio Agudo
► Mecanismos de Adaptación a nivel Cardiorrespiratorio como resultado de un Ejercicio Crónico

DESCRIPCIÓN

        Actividad de velocidad en una superficie horizontal con el fin de establecer la potencia de tal carrera corta sobre un suelo nivelado.  Esto, utilizado como base la masa corporal (MC) del sujeto, la distancia horizontal (dH) que haya recorrido el participante y el tiempo (Tp) registrado a lo largo se la señalada distancia.  Por lo común, siempre que los sujetos posean una MC similar, aquellos que sean más veloces obtendrán un potencia horizontal más elevada (Haff & Dumke, 2019, p. 458).  En síntesis, el laboratorio 7 descrito aqui se fundamenta en realizar dos (2) carreras de velocidad a lo largo de una distancia de 54.9 metros (m) o 60 yardas (yd), es decir, 180 pies (ft).  Esto, seguido de una distancia de 22.8 m (25 yda o 76 ft) para permitir que el participante pueda desacelerar de la carrera previa (i.e., zona de marcha por inercia o zona de desaceleración).  Se tomará del tiempo en cuatro (4) distancias: (a) de 0 m a 9.13 m (10 yd o 30 ft), (b) de 0 m a 36.6 m (40 yd o 130 ft), (c) de 0 m a 45.7 m (50 yd o 150 ft) y (c) de 0 m a 54.9 m (60 yd o 180 ft).  Para este laboratorio, se recomienda leer las páginas: 458-459, 484-493 del libro que sigue:

Haff, G. G., & Dumke, C. (2019). Laboratory manual for exercise physiology (2da ed., pp. 458-459, 484-493). Champaign, IL: Human Kinetics. https://intermetroedu-my.sharepoint.com/:b:/g/personal/elopategui_intermetro_edu/EbyGdbQDUMRGtP1ewZ1EJJIBLkXyob0jDnHu58kY-pG6GQ?e=Epk5gP o  https://drive.google.com/file/d/1GwSDOFiLk8bSRcBzDZv5fH_plBuZJpjV/view?usp=sharing

OBJETIVOS

        Se espera que al concluir el experimento actual, los alumnos posean el conocimiento y destrezas requeridas para poder:

1. Ejecutar la carrera de velocidad a una intensidad máxima y velocidad elevada, con efectividad.
2. Comprender la teoría sobre los sistemas metabólicos que participan en eventos de corta duración y alta intensidad, con certeza.
3. Analizar e interpretar las variables biomécáicas de velocidad, potencia horizontal y aceleración, correctamente.
4. Implantar los métodos estadisticos de los datos colectados en el experimento, con seguridad
5. Redactar el informe de laboratorio según los estándares de las publicaciones científicas, eficientemente.
6. Medir las distancias de la prueba y su tiempo, sin errores

PALABRAS CLAVES, DEFINICIONES Y ABREVIACIONES

■ Unidades de medida: Sistema cuantitativo para establecer las magnitudes de las variables y parámetros medidos y estudiados.
■ Unidades de medida internacional (SI units): Sistema internacional para las unidades de medida.
■ Velocidad (V):
■ Unidades de Medida Internacionales (SI) de velocidad
■ Metros por segundo (m • s−1)
■ Velocidad máxima:
■ Velocidad promedio:
■ Velocidad inicial
■ Velocidad final
■ Aceleración (a)
■ Unidades de Medida Internacionales (SI) de aceleración (m • s−2)
■ Capacidad de aceleración
■ Descaceleración
■ Unidades internacionales (SI) de velocidad (metros por segundo: m • s−1)
■ Ejercicio de intensidad máxima:
■ Ejercicio de intensidad elevada:
■ Carraras cortas de alta intensidad:
■ Carreras de velocidad:
■ Rendimiento de eventos de velocidad:
■ Pruebas de velocidad:
■ Potencia muscular:
■ Potencia de salida:
■ Tasa de interacciones miosina-actina:
■ número de interacciones miosina-actina:
■ Energía:
■ Adenosina de trifosfato o adenosina trifosfatada (ATP):
■ Fosfocreatina (PCr) o creatina de fosfato (CP):
■ Capacidad metabólica
■ Sistemas de energía (vías metabólicas, fuentes de ATP):
■ Sistemas energéticos glucolíticos (metabolismo de energía anaeróbicos):
■ Metabolismo de los fosfágenos
■ Sistema de fosfágeno (o Sistema de ATP-PCr): Eventos deportivos o ejercicios de alta intensidad con una duración menor que quince segundos (< 15 s) (Beam & Adams, 2019)
■ Capacidad anaeróbica (o aptitud anaeróbica):
■ Potencia anaeróbica:
■ Fibras musculares:
■ Fibras musculares de contraccción rápida (Tipo IIa y Tipo IIx):
■ Pruebas de potencia anaeróbica:
■ Masa corporal (MC, en Newtons [N]): Representa la fuerza
■ Fuerza (F):
■ Unidades de Medida Internacionales (SI) de fuerza (N):
■ Newtons (N):
■ Distancia (d):
■ Distancia horizontal
■ Unidades de Medida Internacionales de Ditancia (metros, m):
■ Trabajo (T): Fuerza por distancia (F X D)
■ Unidades de Medida Internacionales (SI) de Trabajo
■ Newtons-metro (Nm)
■ Kilogramos-metro o kilopondios-metro (kgm, kpm):
■ Potencia (P):
■ Unidades de Medida Internacionales (SI) de potencia
■ Newtons-metro por segundo (N • m • s−1)
■ Kilogramos-metro por segundo o kilopondios-metro por segundo (kgm • s−1, kpm • s−1): Unidades de potencia
■ Vatios o Watts (W): Unidad de potencia
■ Potencia horizontal: Potencia que normalmente se estima mediante pruebas de velocidad, como lo es una carrera de velocidad de 40 m (Haff & Dumke, 2019, p. 454). La potencia horizontal (W) = Fuerza (N) ∗ Velocidad (m·s−1) (Beam & Adams, 2019, p. 72).  La potencia horizontal se calcula como el producto de la masa corporal (MC o peso del cuerpo) y la velocidad promedio de carrera (o patinaje). Un aumento de la MC a la misma velocidad promedio, o un aumento de la velocidad a la misma MC, aumentaría la potencia horizontal (Beam & Adams, 2019, p. 75).
■ Potencia instantanea: Depende de la masa corporal y la velocidad de carrera (Beam & Adams, 2019, p. 75).

VARIABLES, ABREVIACIONES Y NOTACIONES CIENTÍFICAS

■ Masa corporal (MC)
■ Fuerza (F)
■ Distancia (D)
■ Tiempo (Pt)
■ Velocidad (V)
■ Aceleración (a)
■ Potencia horizontal (Ph)

COMPUTACIONES NECESARIAS: FÓRMULAS Y ECUACIONES:

Velocidad Promedio (m • s−1) = Distancia (m) / Tiempo (s)
Potencia Horizontal (W) = MC (N) X Velocidad Promedio (m • s−1)
Potencia Horizontal (N • m • s−1) = MC (N) X Velocidad Promedio (m • s−1)
Aceleración (m • s−2) = velocidad final (m • s−1) - velocidad inicial (m • s−1) / tiempo durante el intérvalo (s)

INTRODUCCIÓN: TRASFONDO TEÓRICO DEL EXPERIMENTO O EL LABORATORIO:

        En .

        P.

Referencias para las Lecturas Requeridas tocante a la Teoría del Experimento para el Laboratorio 1:

Libro de Texto del Curso:

Kenney, W. L., Wilmore, J. H., & Costill, D. L. (2022). Physiology of sport and exercise (8va ed.). Champaign, IL: Human Kinetics.

Capítulos para Leer:

► CAPÍTULO ?: Ell):
Páginas: ?-?

► CAPÍTULO ?:):
Páginas: 4-20

PROPÓSITO

        El propósito de este laboratorio es de estimar la potencia horizonal de una carrera de velocidad sobre un suelo nivelado.

VALOR, IMPORTANCIA O JUSTIFICACIÓN DEL EXPERIMENTO

        Lao.

EQUIPO Y MATERIALES

        Para este laboratorio se requiere:

1. Cinta métrica o rueda de medición para marcar la distancia que require el experimento.
2. Una pista o área que posea una distancia de 77.7 m (85 yd o 255 ft).  Puede ser necesario un cinta métrica o rueda de medición para marcar la distancia que require el experimento.
3. Cuatro (4) cronómetros (puede usar el celular)
4. Calculadora
5. Hojas para la colección de los datos o papel/libreta para el registro de las medidas.  Si se desea, puede usar su móvil, una tableta o laptop para entrar los datos.
6. Lápices, sacapuntas, tabloides para fijar las formas.
7. Aplicacciones de MS Office 365: MS Word y MS Excel.  Se aceptan los equivalentes de estos programas disponibles en google (Google Workspace - Features: https://workspace.google.com/features/)

ÁREA O TIPO DE INSTALACIONES FÍSICAS REQUERIDAS PARA IMPLEMENTAR EL LABORATORIO

        El lugar donde se llevará a cabo el experimento de laboratorio vigente debe.

PROCEDIMIENTO O PROTOCOLO EXPERIMENTAL

1. Distribuir en la zona de la prueba cuatro (4) cronometradores: ubicados en lugares adecuados para ver la salida y la llegada del corredor:

a. un cronometrador se encuentra en la marca de 9.13 m (10 yd o 30 ft)
b. el segundo cronometrador se coloca en la posición de 36.6 m (40 yd o 130 ft)
b. el tercer cronometrador se ubica en la zona de 45.7 m (50 yd o 150 ft) y
c. el último cronometrador de otro en la de 50 m (50 yardas) y otro en la de 60 m (60 yd).

2. Los participantes realizan una rutina de calentamiento:

a. Calentamiento general: Trotar, brincar cuica (saltar la cuerda) o ciclismo
b. Calentamiento dinámico: Zancadas, traslaciones con saltidos, trotar con rodillas altas, correr que los talones toque los glúteos y otros,

3. El participante asume la posición de salida bajando el centro de gravedad e inclinándose ligeramente hacia adelante.

4. El participante y los cuatro (4) cronometradores confirman su preparación gritando "¡Listos!"

5. Los cronometradores ponen en marcha sus cronómetros con el primer movimiento de salida del participante

6. El participante corre lo más rápido posible a través de las líneas de meta.

7. Los cronometradores detienen sus relojes cuando el velocista cruza el plano de las respectivas líneas de meta.

8. El participante repite la prueba después de un período de recuperación que consiste en una actividad de baja intensidad, como caminar (solo sprint de 40 m = 1-2 min de recuperación; 50 m = 2-5 min de recuperación; 60 m = 3-8 min de recuperación).

9. El participante realiza una tercera prueba si la diferencia entre las dos primeras es superior a 0,20 s.

10. El velocista realiza un enfriamiento adecuado repitiendo un régimen similar a los primeros 5 minutos del calentamiento y estirando estáticamente las piernas periódicamente durante los tres días siguientes.

RESULTADOS

        Registre los hallazgos del experimento en las formas correspondientes, localizadas al final de esta experiencia científica.  Por ahora, anote aqui (o baje su Hoja de Registro en el formato de PDF de: pendiente).  Luego, realiza los calculos correspondiente para la velocidad promedio, la potencia horizontal y la aceleración para cada una de las cuatro distancias o marcas que parten de la salida, es decir: (a) de 0 y 9.14 m, (b) de 0 y 36.6 m, (c) de 0 y 45.7 m y (d) de 0 y 54.9 m.  También, se traban estas computaciones para los tres (3) intérvalos, que son: (a) 9.14 m y 36.6 m, (b) 36.6 m y 45.7 m y (c) 45.7 m y 54.9 m.  Lo anterior se se describen a continuación:

Velocidad Promedio:

Velocidad Promedio (Vp, en unidades: m • s−1) = Distancia (d, en unidades: m) / Tiempo (t, en unidades: s)

        Para poder explicar el cálculo de la velocidad pormedio, estudie el ejemplo que se describa abajo:

CONOCIDO:

Vp (m • s−1) = d (m) / t (s)

DADO:

d = 40 m
t = 4.75 s

SOLUCIÓN:

Vp (m • s−1) = d (m) / t (s)
Vp = 40 m / 4.75 s
Vp = 8.4 m • s−1

        Lo anterior significa que la velocidad promedio de esta persona fue de 8.4 m • s−1.

Potencia Horizontal:

Potencia Horizontal (Ph, en unidades: N • m • s−1) = Masa Corporal (MC o Fuerza [F], en unidades: N) X Velocidad Promedio (Vp, en unidades: m • s−1)

        Una vez más, la mejor manera para ilustrar esta cáculo es por medio de un ejemplo, el cual de explica a continuaci'pn

CONOCIDO:

Ph (N • m • s−1) = MC (N) X Vp (m • s−1)

DADO:

F = MC = 81.5773 kg = 800 N
Vp = 8.4 m • s−1

SOLUCIÓN:

Ph (N • m • s−1) = MC (N) X Vp (m • s−1)
Ph = 800 N X 8.4 m • s−1
Ph = 6720 N • m • s−1

        Como resultado, la potencia horizontal para este individuo es 6720 N • m • s−1.

Aceleración:

Aceleración (a, en unidades: m • s−2) = velocidad final (Vf, en unidades: m • s−1) - velocidad inicial (Vi, en unidades: m • s−1) / tiempo durante el intérvalo (t, en unidade: s)

        En el próximo segmento de explica de forma detallada cómo cálcula aceleración con un ejemplo particular:

DADO:

Velocista corrió 9.14 m en 2 s
Velocidad Final (Vf) = 9.14 m / 2 s
Velocidad Final (Vf) = 4.57 m • s−1

Velocidad Inicial (Vi) = Velocidad en la Salida (la marca de 0 y 9.14 m) = 0 m • s−1

Vf = 4.57 m • s−1
Vi = 0 m • s−1
t = 2 s

SOLUCIÓN:

a (m • s−2) = Vf (m • s−1) - Vi (m • s−1) / t (s)
a = 4.57 m • s−1 - 0 m • s−1 / 2 s
a = 4.57 m • s−1 / 2 s
a = 2.286 m • s−2

        Por lo tanto, para este caso, la persona se encuentra acelerando a una tasa de 2.286 m • s−2.

        Registre los resultados de estos cálculos en la hoja de datos individual, la cual se exhibe abajo:

HOJA PARA EL REGISTRO DE LOS DATOS INDIVIDUALES

        Redondear los tiempos de las carreras de velocidad al 0.1 s más cercano:

Hoja 1: Ficha de Datos individual: Tiempos para las Carrreras de Velocidad:

Nombre: _______________________________________________ Núm Estud.: _______________________________ Fecha: __________________

Masa Corporal (MC): ______kg ______N Talla: _______ m

       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
Intentos Distancia (m) Tiempo (s) Velocidad (m • s−1)
1 54.9    
2 54.9    

Media:

--------------

    

NOTA: Reproducido de: Haff, G. G., & Dumke, C. (2019). Laboratory manual for exercise physiology (p. 492). Champaign, IL: Human Kinetics. Derechos Reservados 2019, por G. Gregory Haff y Charles Dumke.

Hoja 2: Cálculo de Potencia Horizontal:

Potencia Horizontal (Ph, N • m • s−1) = Masa Corporal (MC, N) X Velocidad Promedio (Vp, m • s−1)

DISTANCIA
(m)		 MASA CORPORAL
(N)		   VELOCIDAD
 (m • s−1)		   POTENCIA
 (N • m • s−1)
9.14   X   =  
36.6   X   =  
45.7   X   =  
59.9   X   =  

NOTA: Para convertir Masa Corporal (MC) en Newtons (N), multiplique MC (en kg) por 9.81 m • s−1

NOTA: Reproducido de: Haff, G. G., & Dumke, C. (2019). Laboratory manual for exercise physiology (p. 493). Champaign, IL: Human Kinetics. Derechos Reservados 2019, por G. Gregory Haff y Charles Dumke.

Hoja 3: Cálculo de Aceleración:

Aceleración (a, m • s−2) = velocidad final (Vf, m • s−1) - velocidad inicial (Vi, m • s−1) / tiempo durante el intérvalo (t, s)

INTÉRVALOS CÁLCULO DE LA ACELERACIÓN ACELERACIÓN
(m • s−2)
     
     
     
     
     
     
     

NOTA: Reproducido de: Haff, G. G., & Dumke, C. (2019). Laboratory manual for exercise physiology (p. 493). Champaign, IL: Human Kinetics. Derechos Reservados 2019, por G. Gregory Haff y Charles Dumke.

        Compare los resultados de esta prueba con los presentados en la tabla que sigue:

Rangos Porcentuales para las Carreras de Velocidad de 36.6 m (40 yd o 130 ft)

             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             

Adaptado de: Hoffman 2002; Houston et al,., 2009. Esto, citado en: Haff, G. G., & Dumke, C. (2019). Laboratory manual for exercise physiology (p. 490). Champaign, IL: Human Kinetics. Derechos Reservados 2019, por G. Gregory Haff y Charles Dumke.

ENTRADA DE DATOS - VARIABLES DEL EXPERIMENTO: TODOS LOS ESTUDIANTES DEL CURSO EN LA NUBE DE MS EXCEL 365

        En este, y otros laboratorios, cada estudiante, de manera individual, deberá tener registrado sus datos que fueron colectados durante la administración del experimento de laboratorio.  Esto se anota en la "HOJA PARA LA RECOPILACIÓN DE LOS DATOS INDIVIDUALES" (ir a: Pendiente).  Luego, el profesor de su curso dispondrá, y compartirá (share) a totos, una Hoja de Cálculo (preparada en MS Excel 365) que se ubicada en la nube de MS OneDrive 365.  En este curso hay matriculados oficialmente 40 alumnos, de manera que deben ser 40 sujetos evaluados en el presente laboratorio.  En otras palabras, la muestra (de toda la población universitaria en la Inter-Metro son 40 (n = 40).  Claro, la realidad es que no todos se han hecho esta prueba.  De todos modos, la hoja tiene 40 filas, la cual se puede acceder al dar clic a hipervínculo que sigue:

Ir a: Pendiente

        En la primera fila de la señalada hoja de Excel, se identifican, de forma abreviada, las variables del experimento vigente. Las siglas de cada variable se describen abajo:

S = Sujeto = Iniciales del estudiante evaluado (e.g., ELC, lo que a lude a: Edgar Lopategui Corsino)

N = Número = eel número asociado a cada estudiante evaluado

GÉNERO = F (Femenino = 0) y M (Msculino = 1)

ÚLTIMOS PASOS PARA CULMINAR CON EL LABORATORIO 1

        Completar varios pasos adicionales que culminarían su función, lo que incluye:

1. De la Plantilla Grupal en MS Excel 365 creada por su profesor (Ir a: htJRPJ2), subir los datos en esta hoja de cálculo, la cual requiere incorporar el registro de las variables colectadas en .

INTERPRETACIÓN: PREGUNTAS DE DISCUSIÓN:

 Basado en los resultados individuales y colectivos de esta actividad de laboratorio, conteste las interrogantes que siguen:

1. Según su tiempo, ¿qué sistemas de energía contribuyeron a su ejecutoria en la carrera de velocidad?

2. Si se extendiera la carrera de velocidad a una distancia de 400 m, ¿cómo cambiaría la contribución de los distintos sistemas de energía?

3. ¿En qué intervalo (0-9.14 m, 9.14-36.6 m,36.6-45.7 m o 45.7-54.9 m) se alcanzó la velocidad máxima? ¿Cómo se comparan sus datos individuales con los de la clase?.

4. ¿En qué momento de la carrera de velocidad se alcanzó la aceleración máxima? ¿Cómo se comparan sus datos individuales con los de la clase?

5. ¿Cómo se comparan los datos de la clase para la distancia de 36.6 m con la tabla de normas (ver la Tabla L7:1) para el rendimiento en las carreras de velocidad?

6. ¿Hubo diferencias en la potencia de salida entre intervalos? De ser así, ¿qué pudo haber contribuido a ellas?

7. ¿Existen diferencias de género en los tiempos de velocidad y la potencia de salida?bFisiológicamente, ¿cómo se podrían explicar estas diferencias?

8. Explique detalladamente la relación entre el tipo de fibra muscular y el rendimiento en el sprint. (considere: ¿Qué tipo de fibra sería importante para el sprint? ¿Por qué?).

REFERENCIAS

Investigaciones Científicas Originales:

Ba

Artículos y Revisiones de la Literatura:

Reilly, T.

Libros de Experimentos para la Implementación de Laboratorios Prácticos en los Cursos de Fisiología del Ejercicio:

Beam, W. C., & Adams, G. M. (2019). Exercise physiolohy laboratory manual (8va ed. pp. 72-). New York, NY: McGraw-Hill Education. https://intermetroedu-my.sharepoint.com/:b:/g/personal/elopategui_intermetro_edu/Eaa0LYBDyyNBsbgrZHqZczIBArEVPEcS9obBwNLbGDMAGw?e=ATxzjV o https://drive.google.com/file/d/1viFp8ArGiYlXLYSmQoArsucRikNQYIug/view?usp=sharing

Haff, G. G., & Dumke, C. (2019). Laboratory manual for exercise physiology (2da ed., pp. 458-459, 484-493). Champaign, IL: Human Kinetics. https://intermetroedu-my.sharepoint.com/:b:/g/personal/elopategui_intermetro_edu/EbyGdbQDUMRGtP1ewZ1EJJIBLkXyob0jDnHu58kY-pG6GQ?e=Epk5gP o https://drive.google.com/file/d/1GwSDOFiLk8bSRcBzDZv5fH_plBuZJpjV/view?usp=sharing

Libros:

Vny.