Corrigés des exercices du TD n 2

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1 Corrigés des exercices du TD n 2 Exercice 1 Vous pesez 74 kg, vous avez prévu de courir 21 km en 1h30. Combien d énergie allez-vous dépenser? Vous savez qu à cette vitesse le QR moyen de votre effort est de 0,88. Combien de glucides (en g) seront utilisés pendant cet effort? Combien de corn-flakes environ (en g) faudrait-il consommer pour fournir les glucides de cet effort s'il n'y avait pas d'autre source de glucose? - 21 km en 1h30 fait 14km/h => 1036 kcal / h 1,5 (pour 1h30) = 1554 kcal en tout - A QR = 0,88 => 61 % de glucides = 948 kcal / 4 (kcal/g) = 237 g de glucides g pour l'effort / 85 g de glucides pour 100 g de corn flakes = 279 g de corn flakes Exercice 2 Si un individu de 66 kg qui vient de faire une course à pieds dont le QR est 0,85 vous dit qu il a brûlé la même proportion de lipides qu il y avait dans son croissant du matin, comment lui montrez-vous qu il se trompe et qu'il fait une confusion d'unité? Sachant que ce croissant pèse 50 g, combien faudrait-il qu une course dont le QR serait 0,85 ait au moins (approximativement) fait dépenser d énergie pour qu'il brûle les lipides de son croissant? Donnez un exemple de durée vitesse d'une course qui pourrait convenir. - Proportion de glucides et de lipides de la course à QR 0,85 : 51 % de glucides et 49 % de lipides - Dans son croissant => 47 g de glucides et 40 g de lipides => Il mélange proportions en grammes et en kcal - Pour lui montrer => Energie totale : (47 g 4) + (40 9) = 548 kcal dont glucides (47 g 4) / 548 = 34 % et lipides (40 9) / 548 = 66 % de lipides - Croissant de 50 g => 20 g de lipides 9 (kcal/g) = 180 kcal de lipides à dépenser - Course à QR = 0,85 => moitié de glucides, moitié de lipides dépensés => il faut dépenser 360 kcal - Pour un individu de 66 kg, 15 km/h pendant 1 h = 990 kcal. Pour dépenser les 360 kcal il faut (360/990) 60 = 22 min environ 1

2 Quelques exercices posés aux contrôles terminaux d années précédentes Exercice 4 Une adolescente de 58 kg vous dit qu elle vient de courir 4,5 km en 30 minutes et que pour se remettre, elle va manger deux barres de chocolat au lait de 25 g chacune. 1) En imaginant que le QR de son effort est de 0.90, a-t-elle dépensé lors de l effort ce qu elle va consommer? Justifiez votre réponse en calculant la composition de ce qu elle a dépensé et de ce qu elle va consommer. 2) A ce QR, combien de temps devra-t-elle courir pour brûler les graisses contenues dans ses barres de chocolat au lait? 3) Si elle choisit du chocolat noir, de combien le temps de course va-t-il être allongé? Exercice 5 Une élève de 16 ans, pesant 62 kg, vous dit qu elle ne mange pas de petit déjeuner le matin pour pouvoir perdre du poids lors de la séance d EPS du matin. Sachant que cette séance est consacrée au handball, que le coefficient de ce sport est en moyenne de 0,13 kcal/kg/min, et que son quotient respiratoire (QR) est d environ 0,9 1) Quelle va être la dépense énergétique moyenne de cette élève durant la séance si elle joue 50 minutes et combien brûlera-t-elle de lipides et de glucides (en grammes)? 2) Si elle voulait prendre des tartines beurrées (beurre normal) le matin, sans dépasser cette quantité de lipides et de glucides, quelle quantité de beurre et de pain devrait-elle consommer au maximum? 3) Si vous deviez lui conseiller de prendre ce petit déjeuner tous les matins, même quand elle n a pas EPS, mais de faire un footing à la place, sachant qu à 10 km/h son QR sera d environ 0,79 (en partant du principe d un QR stable tout au long de l heure), combien de temps devra-t-elle courir pour dépenser les lipides de ce petit déjeuner? Exercice 6 Un adolescent en surpoids (102 kg) ne veut pas vous croire quand vous lui dites qu en mangeant une goûter composé d une demi-tablette de chocolat au lait (50 g) avec 50 g de pain, il rattrape pratiquement l énergie qu il a dépensée en courant 30 min à 8 km/h. 1) Dites en quelques lignes (en détaillant les chiffres) comment lui démontrez-vous? 2) A quel QR environ correspondrait une course dont l'énergie fournie aurait la même composition que son goûter (ne pas tenir compte des protéines)? 3) A quelle VO 2 (en ml/kg/min) va courir cet adolescent? Si sa VO 2 max est de 40 ml/kg/min, à quel pourcentage de VO2max court-il? 4) Comparez l'apport énergétique de 2 croissants de 50 g à celui de 100 g de pain, 20 g de beurre, 1 banane de 100 g et 40 g de confiture? Calculez leurs équivalents QR (QA) respectifs? Qu'en déduisezvous sur le genre d'effort auxquels ils correspondent chacun? Exercice 7 Vous coachez un coureur à pieds qui consomme au déjeuner 300 g de pâtes et 30 g de beurre allégé. Il vous demande quel exercice il devrait faire pour dépenser tous les glucides des pâtes qu'il a consommées et tous les lipides du beurre? - Combien d'énergie devrait dépenser cet exercice? - Quel serait le quotient respiratoire (QR) d'une course qui aurait dépensé tous ces glucides et tous ces lipides? - Si ce dernier QR correspond justement à une course à 15 km/h durant la première heure, et sachant que ce sportif pèse 74 kg, combien de temps devrait-il courir pour perdre cette énergie? - Si le beurre n'était pas allégé, quelle serait la dépense énergétique et le QR de la course correspondante - A combien se monterait l énergie fournie par 1 L d O 2 par une course dont le QR aurait les proportions de glucides et de lipides du beurre allégé et du beurre normal? Exercice 8 Avant un match de tennis, vous décidez de manger 1 banane de 100 g. - Sachant que vous pesez 70 kg, en combien de temps environ allez-vous dépenser cette énergie - Si le QR moyen d'un match de tennis est de 0,91, en combien de temps allez-vous dépenser les glucides de cet aliment 2

3 - Vous pensez que votre match durera 1h. Avec un tel QR, quelle est la quantité de glucides et de lipides (en g) que vous allez dépenser? - Combien faudrait-il manger bananes pour fournir ces glucides et de noix pour fournir ces lipides? Exercice 9 Un adolescent de 16 ans en surpoids (90 kg pour 1,72 m) vous dit qu'il voudrait courir pour brûler l'énergie qu'il y avait dans un paquet de chips de 125 g qu il vient de manger. Vous lui dites d aller courir 30 min et de prendre des repères pour calculer le nombre de kilomètres qu il a parcouru. Quand il revient il vous dit qu il a parcouru 4 km. 1. A cette vitesse, combien a-t-il dépensé en tout et combien de temps aurait-t-il du courir pour dépenser l énergie contenue dans son paquet de chips? 2. Sa course à 8 km/h ayant un quotient respiratoire théorique de 0,79, combien devrait-il en réalité dépenser pendant sa course pour oxyder la même quantité de lipides que dans son paquet de chips? Sachant cela, combien de temps devrait-il courir? 3. Lors d une mesure réelle que vous parvenez à lui faire en laboratoire, vous observez qu à cette vitesse il utilise 20 ml/kg/min d oxygène. Quelle est alors sa dépense énergétique réelle sur 1 heure? 4. Par ailleurs, vous constatez que son QR moyen à cette vitesse n est pas de 0,79 mais de 0,87. Combien de grammes de lipides va-t-il oxyder en 1 h avec cette consommation d oxygène? 5. Sachant cela, pendant combien de temps va-t-il donc devoir courir pour oxyder les lipides de son paquet de chips? Exercice 10 Cet après-midi, vous allez faire 90 min de natation assez intense et vous voulez savoir combien cette dépense énergétique représenterait de pâtes cuites consommées à votre déjeuner. 1. En considérant que votre poids est de 70 kg, et sachant que le coefficient de cette activité est de 0,167 kcal/kg/min, combien devriez-vous en consommer pour couvrir votre dépense énergétique? 2. Si vous ajoutiez 25 g de beurre (traditionnel) dans vos pâtes et que vous dépensiez l'énergie totale de ce plat, quelle serait la valeur de cette dépense (en kj) 3. Combien de temps (en min) faudrait-il que vous la pratiquiez? 4. Combien de litres d oxygène par minute et par kilo représenterait la séance de 90 min et celle d une séance utilisant votre plat pâtes + beurre? 5. Combien de lipides (en g) seraient alors utilisés si le quotient respiratoire (QR) de la natation intense utilisant l énergie du plat pâtes + beurre est en moyenne de 0,90? Combien cela représente-t-il de beurre? Exercice 11 En courant, vous avez parcouru 11 km en 51 min sur terrain plat. 1. A quelle vitesse avez-vous couru (arrondir) et en considérant que votre poids est de 70 kg quelle fut votre dépense énergétique? 2. A cette vitesse, vous savez que le QR moyen sur cette durée est d environ 0,91. A ce QR, combien de grammes de glucose et d acides gras avez-vous utilisés et combien de litres d O 2 avez-vous consommé? 3. Vous décidez de ne pas rattraper l énergie perdue pendant l exercice lors du repas suivant qui est composé de poulet et de riz. Si l escalope de poulet pèse 100 g et que vous devez la finir, combien de riz au maximum devriez-vous manger pour ne pas dépasser la dépense énergétique de votre course? 4. On avait ajouté du beurre à votre riz à raison de 10 g pour 100 g. Combien de riz devez-vous donc manger dans ce cas pour ne pas rattraper votre dépense énergétique de la course? 5. A combien se situerait le QR d une course qui utiliserait les proportions de glucides et de lipides de ce plat (poulet, riz et beurre)? (Si vous n avez pas trouvé la réponse à la question 4, vous pouvez traiter celle-ci en prenant un plat composé de 100 g de poulet, 400 g de riz et 40 g de beurre) Exercice 12 Vous pesez 70 kg et vous avez bouclé un semi-marathon en 1h 37min. 1. Quelle fut votre dépense énergétique? 2. A cette vitesse et sur cette distance, le QR moyen est d environ 0,86. Combien (en grammes) de glucides seront utilisés et quel sera l équivalent énergétique de l oxygène? Que représente concrètement cet équivalent énergétique? 3. Vous souhaitez ne pas être en manque de glucides pendant votre semi-marathon. Comme vous prévoyez de consommer durant la course 60 g de glucose à partir de boissons sucrées, combien (en grammes) devriez-vous 3

4 manger de pâtes au repas précédent pour obtenir le reste et combien de pâtes crues allez-vous mettre dans la casserole si elles prennent 3 fois leur poids en cuisant? 4. A combien (en grammes) de beurre (normal) votre perte de masse grasse correspond-elle? Quel serait le QR d une course qui utiliserait la quantité de glucides et de lipides d un plat de pâtes au beurre? 5. Votre VO 2max est de 54 ml/kg/min. A quel pourcentage de cette VO 2max avez-vous couru ce semi-marathon? 4

5 Corrigés (si vous voyez une erreur dans le corrigé, ne pas hésiter à m en faire part) Corrigé Exercice 4 1) Parce que si elle a bien dépensé 261 kcal soit l'équivalent de 50 g de chocolat, la proportion de glucides et de lipides pour un QR de 0,90 sera de 67,5 et 32,5 respectivement. Elle va dépenser 260 0,325 = 84,5 kcal pour 30 min de son énergie sous forme de lipides et 260 0,675 = 175,5 kcal sous forme de glucides. Dans ses 2 barres de chocolat il y a 32,3 9 0,5 145 kcal de lipides et 56,5 4 0,5 = 113 kcal de glucides, 2) A ce QR, elle dépense 84,5 (kcal de lipides) / 30 (min de course) = 2,8 kcal de lipides / min. Elle devra donc courir (145 / 2,8) 52 min pour dépenser ses lipides. 3) Si c était du chocolat noir ce serait 35,1 9 0,5= 158 kcal soit (158 / 2,8) 56 min => le temps de course devra être allongé de = 4 min Corrigé Exercice 5 1) 0, = dépense énergétique de 403 kcal. QR de 0,9 => 32,5% de lipides = 403 0,325 = 131 kcal et 67,5% de glucides = 403 0,675 = 272 kcal. Etant donné que 9 kcal représentent 1 g de lipide et 4 kcal 1g de glucides, 131 kcal de lipides représentent 131 / 9 = 14,5 g de lipides brûlés et 272 kcal de glucides représentent 272 / 4 = 68 g de glucide brûlés 2) Comme il y a 55 g de glucides dans 100 g de pain, elle peut manger 68 / 55 = 124 g de pain et comme il y a 81 g de lipides dans 100 g de beurre, elle peut manger 14,5 / 81 = 18 g de beurre 3) En 1 h de footing à 10 km/h elle dépenserait 620 kcal c est-à-dire 10 kcal/min. Si le QR est de 0,79, cela signifie que 70% de l énergie dépensée vient des lipides = 7 kcal / min. Pour perdre ses 131 kcal de lipides, elle devra donc courir (si le QR était stable) 131 / 7 19 min Corrigé Exercice 6 1) Energie de la demi-tablette de chocolat : 520 / 2 = 260 kcal, des 50 g de pain : 255 / 2 = 127,5 => total de ,5 = 387,5 kcal au goûter. Energie de 30 min à 8 km/h : 816 (kcal/h) 0,5 (h) = 408 kcal en courant. 2) Pour les glucides. Chocolat : 56,5 g 4 = 226 kcal, Pain : 55 g 4 = 220 kcal => 446 kcal / 100 g => 223 kcal pour 50 g Pour les lipides. Chocolat : 32,3 g 9 = 291 kcal, Pain : 0,8 g 9 = 7 kcal => 298 kcal / 100 g => 149 kcal pour 50 g Soit (223/ 387,5) 100 = 60% pour les glucides, (149 / 387,5) 100 = 40% pour les lipides => QR d environ 0,88 3) A 0,88 il y a 4,899 kcal produites par litre d O 2, donc 408 kcal vont coûter 408 / 4, L d O2 soit 83 (L d O 2 ) / 102 (kg) / 30 (min) 1000 (ml) = 27 ml/kg/min. Il est donc à (27 / 40) % de VO 2 max Corrigé Exercice 7 - Son déjeuner lui a apporté 23 g de glucides/100 g 3 4 kcal/g = 276 kcal / 41,5 g de lipides/100 g kcal/g = 112 kcal Total = 388 kcal, ce que son exercice devrait donc lui faire dépenser / 388 = 71% de glucides et 112 / 388 = 29 % de lipides => QR serait de 0,91 - Pour 74 kg, à 15 km/h on dépense (1110 kcal/ 60)/min soit 18,5 kcal/min, donc durée de course pour dépenser les 388 kcal serait de (388 / 18,5) = 21 min - Si le beurre n était pas allégé, on aurait toujours 23 g de glucides/100 g 3 4 kcal/g = 276 kcal mais 81 g de lipides/100 g kcal/g = 219 kcal de lipide soit une dépense énergétique de 494 kcal avec un rapport de 276 / 485 = 56% de glucides et de 209 / 485 = 44 % de lipides c est à dire un QR de 0,86 - Elle se monte à 4,936 kcal/l pour le beurre normal et à 4,875 kcal/l pour le beurre allégé Corrigé Exercice 8 - Banane = 85 kcal, dépense énergétique du match de tennis est de 70 0,101 / min = 7,07 kcal/min => dépense des 85 kcal prendra (85/7,07) = 12 min - Dans 1 banane de 100 g il y a 21,7g de glucides 4 = 87 kcal (noter l imprécision de la table alimentaire). Si le QR du match est de 0,91, 70% de l énergie vient des glucides soit 7,07 (70/100) = 4,95 kcal/min. On dépensera donc ces glucides en 87/4,95 = 17,30 min - Avec un QR de 0,91, 30% vient des lipides, donc pour 1 h (7,07 kcal 60 min) (30/100) = 127 kcal / 9 = 14 g de lipides seront dépensés en 1 h et 70% vient des glucides donc pour 1 h (7,07 kcal 60 min) (70/100) = 297 kcal / 4 = 74 g de glucides seront dépensés en 1 h 5

6 - 100 g de noix apportant 51,5 g de lipides, les 14 g seront apportés par (14 / 51.5)*100 = 27 g de noix et 100 g de banane apportant 21,7 g de glucides, les 74 g de glucides seront apportés par (74 / 21,7) * 100 = 341 g de banane Corrigé Exercice 9 Un adolescent de 16 ans en surpoids (90 kg pour 1,72 m) vous dit qu'il voudrait courir pour brûler l'énergie qu'il y avait dans un paquet de chips de 125 g qu il vient de manger. Vous lui dites d aller courir 30 min et de prendre des repères pour calculer le nombre de kilomètres qu il a parcouru. Quand il revient il vous dit qu il a parcouru 4 km. 1. A cette vitesse, combien a-t-il dépensé en tout et combien de temps aurait-t-il du courir pour dépenser l énergie contenue dans son paquet de chips? 568 1,25 = 710 kcal ~ 1h 2. Sa course à 8 km/h ayant un quotient respiratoire théorique de 0,79, combien devrait-il en réalité dépenser pendant sa course pour oxyder la même quantité de lipides que dans son paquet de chips? Sachant cela, combien de temps devrait-il courir? = g 9 = 448 kcal. QR 0,79 = 70% de lipides. Il devra donc dépenser (448 / 70) 100 = 640 kcal. Il devra courir 640 /(720/60) = 53 min 3. Lors d une mesure réelle que vous parvenez à lui faire en laboratoire, vous observez qu à cette vitesse il utilise 20 ml/kg/min d oxygène. Quelle est alors sa dépense énergétique réelle sur 1 heure? 20 ml 4, / 1000 =517 kcal 4. Par ailleurs, vous constatez que son QR moyen à cette vitesse n est pas de 0,79 mais de 0,87. Combien de grammes de lipides va-t-il oxyder en 1 h avec cette consommation d oxygène? 20 ml / 1000 =108 L 0,230 = 24,8 g de lipides ou 42,5% de 517 kcal = 220 kcal / 9 = 24,4 g 5. Sachant cela, pendant combien de temps va-t-il donc devoir courir pour oxyder les lipides de son paquet de chips? 49,75 g / (24,8 g / 60 min) =121 min Corrigé Exercice 10 Cet après-midi, vous allez faire 90 min de natation assez intense et vous voulez savoir combien cette dépense énergétique représenterait de pâtes cuites consommées à votre déjeuner. 1. En considérant que votre poids est de 70 kg, et sachant que le coefficient de cette activité est de 0,167 kcal/kg/min, combien devriez-vous en consommer pour couvrir votre dépense énergétique? ,167 = 1052 kcal / 111 = 948 g 2. Si vous ajoutiez 25 g de beurre (traditionnel) dans vos pâtes et que vous dépensiez l'énergie totale de ce plat, quelle serait la valeur de cette dépense (en kj) 0, = kcal = 1231 kcal 4,18 = 5146 kj 3. Combien de temps (en min) faudrait-il que vous la pratiquiez? 70 0,167 = 11,7 kcal/min => 1231 / 11,7 = 105 min 4. Combien de litres d oxygène par minute et par kilo représenterait la séance de 90 min et celle d une séance utilisant votre plat pâtes + beurre? 0,167 / 4,825 = 0,0346 L/ kg/min pour la séance de 90 min, et idem pour l autre 5. Combien de lipides (en g) seraient alors utilisés si le quotient respiratoire (QR) de la natation intense utilisant l énergie du plat pâtes + beurre est en moyenne de 0,90? Combien cela représente-t-il de beurre? ,325 = 400 / 9 = 44,5 g ou 0,178 (34, ) = 45,3 g 45/ = 54,3 g Corrigé Exercice 11 En courant, vous avez parcouru 11 km en 51 min sur terrain plat. 6. A quelle vitesse avez-vous couru (arrondir) et en considérant que votre poids est de 70 kg quelle fut votre dépense énergétique? Vitesse : 11 km / 51 min 60 min = 13 km/h Dépense : 910 kcal / 60 min 51 min = 773 kcal 7. A cette vitesse, vous savez que le QR moyen sur cette durée est d environ 0,91. A ce QR, combien de grammes de glucose et d acides gras avez-vous utilisés et combien de litres d O 2 avez-vous consommé? Grammes de glucose : 0, = 549 kcal / 4 = 137 g Grammes de lipides : 0, = 224 kcal / 9 = 25 g 6

7 Litres d O 2 consommés : 773 / 4,936 kcal / l = 157 L d O 2 8. Vous décidez de ne pas rattraper l énergie perdue pendant l exercice lors du repas suivant qui est composé de poulet et de riz. Si l escalope de poulet pèse 100 g et que vous devez la finir, combien de riz au maximum devriez-vous manger pour ne pas dépasser la dépense énergétique de votre course? Poids de riz (cuit) maximum : 773 kcal 250 kcal = 523 kcal / = 480 g 9. On avait ajouté du beurre à votre riz à raison de 10 g pour 100 g. Combien de riz devez-vous donc manger dans ce cas pour ne pas rattraper votre dépense énergétique de la course? Poids de riz (cuit) maximum : 109 kcal de riz pour 100 g + 71,6 kcal de beurre pour 10 g = 180,6 kcal pour 110 g / = 164 kcal pour 100 g. Pour ne pas dépasser 523 kcal, il faudra ne pas manger plus de 523 / 164 = 319 g de riz (au beurre) 10. A combien se situerait le QR d une course qui utiliserait les proportions de glucides et de lipides de ce plat (poulet, riz et beurre)? (Si vous n avez pas trouvé la réponse à la question 4, vous pouvez traiter celle-ci en prenant un plat composé de 100 g de poulet, 400 g de riz et 40 g de beurre) QR d une course équivalente à composition du repas trouvée à la question 4 : Dans les 319 g de riz au beurre il y a 287 g de riz et 32 g de beurre (10 g de beurre pour 100 g). 11,9 + (2,87 0,1) + (0,32 81) = 38,1 g 9 = 342 kcal de lipides et 2,8 + (2,87 24,4) + (0,32 0,4) = 73 g 4 = 292 kcal de glucides = 54% de lipides et 46% de glucides => QR 0,83 QR d une course équivalente à 100 g de poulet g de riz cuit et 40 g de beurre : 11,9 + (4,00 0,1) + (0,4 81) = 44,7 g = 44,7 9 = 402 kcal de lipides et 2,8 + (4,00 24,1) + (0,4 0,4) = 99,4 4 = 397,4 kcal de glucides = 5 0% de lipides et 50% de glucides => QR 0,85 Corrigé Exercice 12 Vous pesez 70 kg et vous avez bouclé un semi-marathon en 1h 37min. 6. Quelle fut votre dépense énergétique? 1h37 = 97 min => 21 km en 97 min => vitesse 21 / = 13 km/h => Pour 70 kg = 910 / = 1471 kcal 7. A cette vitesse et sur cette distance, le QR moyen est d environ 0,86. Combien (en grammes) de glucides seront utilisés et quel sera l équivalent énergétique de l oxygène? Que représente concrètement cet équivalent énergétique? QR de 0,86 => 54% 1471= 794 / 4 = 198,6 g de glucides = et 46% 1471 / 9 = 75,2 g de lipides Equivalent énergétique = 4,875 kcal/l = quantité d énergie que permet l utilisation d 1 L d O 2 8. Vous souhaitez ne pas être en manque de glucides pendant votre semi-marathon. Comme vous prévoyez de consommer durant la course 60 g de glucose à partir de boissons sucrées, combien (en grammes) devriez-vous manger de pâtes au repas précédent pour obtenir le reste et combien de pâtes crues allez-vous mettre dans la casserole si elles prennent 3 fois leur poids en cuisant? 198,6 60 = 138,6 / 22,9 100 = 605 g de pâtes cuites / 3 = 201 g de pâtes crues 9. A combien (en grammes) de beurre (normal) votre perte de masse grasse correspond-elle? Quel serait le QR d une course qui utiliserait la quantité de glucides et de lipides d un plat de pâtes au beurre? 75,2 / 81 = 92,8 g de beurre 138,6 g de glucides 4 = ,2 de lipides 9 = 677 => total 1231 kcal => glucides 554 / 1231 = 45%, lipides 677 / 1231 = 55% => QR 0,83 0, Votre VO 2max est de 54 ml/kg/min. A quel pourcentage de cette VO 2max avez-vous couru ce semi-marathon? 1471/ 5 = (294 L d O 2 / 70 kg / 97 min) 1000 = 43 ml/kg/min / 54 = 80% de VO 2max 7