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열과 일이 연관된 공학기초교육 실험으로써 Elliptical Trainers(ET) 생체역학 - 역학적 에너지 소비량 및 대사 소비량
Biomechanics of Elliptical Trainer As an both Heat and Work - Related Experiment of a Fundamental Engineering Education : Energy Expenditure and Metabolic Cost 원문보기

한국실천공학교육학회논문지 = Journal of Korean Institute for Practical Engineering Education, v.2 no.1, 2010년, pp.146 - 153  

황운학 (한국기술교육대학교)

초록
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ET 헬스기구에서 적용되는 이론은 공학교육에 좋은 예제가 될 수 있다. 물리교육학적 고찰에 의한 역학적 및 열적 에너지 소비량을 측정하여 에너지 소비량과 근육활성도의 관계, 운동량과 에너지 소비량의 관계, 그리고 에너지 소비량과 대사 소비량의 관계를 알아보았다. 에너지 소비량과 근육활성도의 조사에서 단시간동안 체중감량을 위해서는 고속으로 운동하는 것이 효과적이지만 근육활성도를 높여 기초 대사량을 높이기 위해서는 저속도 운동이 효과적이었다. 운동량과 유산소 에너지 소비량의 조사에서는 ET를 사용하여 유산소운동을 할 경우 효과가 높음을 알 수 있었고 유산소운동을 함으로써 체중을 줄이는 것이 효과적임을 알 수 있었다. 에너지 소비량과 대사 소비량의 조사에서는 고속으로 ET운동하여 체중은 더 줄어든다 하더라도 역학적에너지 소비율은 저속일 때와 별로 차이가 없었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The physics theory applied to the elliptical health trainers can be a good example in engineering education. From the point of view of the physics education the measurement of mechanical and thermal energy expenditure in elliptical trainers can be related to the muscle activity, quantity of motion, ...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 2009년9월1일부터 12월13일까지 총40회에 걸쳐 연구자가 매회 1시간동안 그림1의 elliptical 헬스기구를이용하여 실험을 수행하여 (식1)에 포함된 여러 가지 물리량들을 전자식(그림1의 D)으로 측정하였다. 기구 저항도는 매번 최고 등급인 15에 맞추었다.
  • 근육 강화 운동으로써 ET운동이 얼마나 역할을 할 수 있는지 측정하였다.
  • 기구 저항도는 매번 최고 등급인 15에 맞추었다. 기구명은 Horizon FitnessTM 인데 이 기구의 특징은그림1의 B 내부에 내장된 Ceramic Magnetic Resistance (CMR) 시스템이 내마모성이고 마찰이없으며 22파운드의 질량을 갖는 중력회전체로써 최고의 작동과 반복성을 갖도록 고안되었다. 또한 Silence SpinTM이라는 동력전달 시스템이 왕복운동에 도입되어 정교하게 운동하도록 하였고 체인형에비해 벨트 또한 부드럽고 조용하며 깨끗하게 작동된다.
  • 실제로 운동속도 단위가 시속km이므로 매번 한 시간씩 실험운동을 수행하였으므로 식⑵에서 운동거리가 곧 평균속도이어서 측정량은 매우 정확하다고 볼 수 있다. 이유 때문에 매회 한시긴씩 실험운동을 수행하였으며 기구 저항도는 매회 최고등급인 15단계를 유지하였다. 또한 식⑴에서 기기의 각종 관절부에서 소모되는 비보존력에 의한 마찰열에너지를 의미하는 Q 는 다른 소모에너지에 비해 미미하여 생략하였다.
  • 본 논문의 구성은 다음과 같다. 제 U장에서는 ET 운동학에 대하여 알아본다 제 皿장에서는 실험결과에 대해 알아본다 国장에서는 본 논문의 결론을 맺는다.

대상 데이터

  • 그림 3. 운동거리에 따른 체중감량 구룹A 데이터는 유산소운동 구역이고 구룹B 데이터는 대사배출 구역이다
  • 모든 ET의 기본구성은 구동시스템 저항시스템 그리고 수평왕복대이다. 구동시스템은 전방구동과 후방구동의 두 개로 구성되어 있다.
  • 그림 1. 실험에 사용된 ET의 제원. 기호 A는 상체운동용 헨들 B는 중력회전체 박스, C는 수평 운동 전달 잠치, D는 data-checked="false">전자계기판
  • 그림 3. 운동거리에 따른 체중감량 구룹A 데이터는 유산소운동 구역이고 구룹B 데이터는 대사배출 구역이다
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