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What Is Exercise Intensity?

by Drew Baye on August 26, 2014 in Exercise
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Since there seems to be a lot of confusion over the meaning of intensity in the context of exercise, fueled in large part by marketing bullshit, I’m going to explain it in a way that should make it crystal clear to a retarded goat (yes, I’m paraphrasing Arthur Jones).

First, keep in mind intensity is not a thing in and of itself, but a measure of something. When we’re talking about “intensity” in the context of exercise we’re really talking about the measure of things like relative effort, relative load, heart rate elevation, etc., and rather than just saying “intensity” we really ought to be more specific, saying “intensity of effort” or “intensity of load”.

In High Intensity Training (HIT) “intensity” is usually used to mean intensity of effort, or how hard you are working relative to how hard you are capable of working at the moment, and that is what I usually mean when I say or write “intensity”. For example, if you perform an exercise using a resistance that is eighty percent of your one repetition maximum your intensity of effort at the beginning of the exercise will be eighty percent, but as you fatigue the resistance becomes an increasing percentage of your decreasing strength, until your strength has been reduced to the point where it equals the resistance and your intensity of effort is one hundred percent.

Intensity of effort is often criticized as being imprecise, since it is not accurately measurable during exercise except at the point of momentary muscular failure, but since relative effort appears to be the most important factor for stimulating improvements in muscular strength and size it is the most relevant, and most useful (1).

Most of the rest of the fitness industry uses “intensity” to mean intensity of load, the percentage of your one repetition maximum used for an exercise. There are several problems with this, however, including problems with accurately testing one repetition maximums. Although all types of exercise intensity are meant as a measure of how hard you are working during an exercise there are numerous factors which affect exercise difficulty and it is possible to work easier or harder with the same percentage of your one rep max by changing one or more of these factors, such as whether the exercise is performed to the point of momentary muscular failure. Also, as long as an exercise is performed to the point of momentary muscular failure (maximum intensity of effort) most people do not perceive any difference in difficulty using different relative loads (2) or even perceive greater difficulty with lighter loads (3).

Regardless of the relative load used, if you are not training to momentary muscular failure you are not working as intensely as possible.

It could be argued that despite these problems intensity of load can be used to estimate the average intensity of effort of an exercise. Assuming a relatively constant rate of fatigue, and assuming the exercise is stopped immediately after momentary muscular failure occurs, the average intensity of effort during the exercise would be halfway between the percentage of one-rep max used and one hundred percent.

This is a lot of assumptions, however, and several things can throw this off. Fatigue during exercise is the result of numerous factors, which can vary depending on protocol, and probably does not occur at a constant rate. When training people on Ken Hutchins’ iMachines with real-time force measurement and feedback (displayed as a line on a graph) it was not unusual for the rate of fatigue to increase towards the end of the exercise. Also, if you continue to contract isometrically for several seconds after achieving concentric momentary muscular failure you increase the relative time spent working at maximum intensity of effort, increasing the average (and I suspect this may be a factor in the increased effectiveness of several advanced high intensity training methods as well as the reason they seem to make greater demands on recovery).

In addition to all these problems there appears to be little difference on average in muscular strength and size increases with different relative loads and repetition ranges as long as exercises are performed to momentary muscular failure, which throws a huge wrench into the claims that load equals intensity, or that ultra-heavy ultra-brief sets are the way to go (1, 4).

The biggest problem with using load to define intensity is thinking that mechanical definitions of work and power or force or load over time accurately describe what is happening in the muscles during exercise.

This is easy to disprove, and Arthur Jones wrote about this decades ago in The Metabolic Cost of Negative Work,

A great deal of confusion exists on this point because of attempts to compare metabolic work with mechanical work, and, secondly, because of a failure to consider several related factors.

By definition, work require movement… no movement means no work; and while this is undoubtedly true in regard to mechanical work, it certain is not true in relation to metabolic work.

Muscles produce force, and it is easily possible for a muscle to produce a high level of force without producing movement; logically, it appears that the metabolic cost of muscular force production would be related to the level of force produced and the time that the force is maintained… rather than the amount of mechanical work performed.

If, for example, a 100-pound barbell is held motionless at the halfway position of a curling exercise, then the muscles will be required to produce a certain level of force to prevent the downward movement of the barbell. Providing that force will certainly entail metabolic cost… yet no work is involved.

Slowly, curling a 100-pound barbell also requires a greater metabolic cost than curling the same barbell at a more rapid pace; even though the amount of mechanical work involved is exactly the same in both cases.

Many other examples could be given to illustrate the same point, but it should now be obvious that attempts to relate metabolic cost to mechanical work are doomed to failure.. there is no meaningful relationship. We must have another standard for comparison.

The only meaningful standard, I can think of is force/time… the amount of force produced by the muscles multiplied by the time that the force is maintained.

Force multiplied by time is a much better measure of exercise difficulty than mechanical work, but still flawed since it is possible to have the exact same force output and duration and even the same mechanical work and still have different levels of difficulty if the repetition cadence, range of motion, or other factors are varied. For example, if you perform ten repetitions of an exercise each taking eight seconds with the same load, over the same range of motion your mechanical work, power, and force multiplied by time would be the same, but the difficulty will be different if you lift in two seconds and lower in six, lift in four and lower in four, or lift in six and lower in two since your muscles are stronger and fatigue more slowly when lowering than lifting and since the force your muscles are capable of producing concentrically varies with contraction velocity.

Differences in strength and resistance curves complicate this further. Although it is possible to get a resistance curve that very closely approximates your strength curve using machines with well designed cams with adjustable timing like Ken Hutchins “Alligator” machines or lifting weights with correct body positioning and movement during some free weight exercises, it is impossible to match your strength perfectly over the full range of an exercise using weight-based machines (the accommodating resistance of motorized machines is a different story, although it has it’s problems, too). Because of this, there will be portions of the range of motion that are harder, and portions that are easier, and depending on the amount of time you spend in each during both the positive and negative the exercise may be more or less difficult. For example, during most compound pushing movements the target muscles are working against a much larger lever at the start point than the end point. Performing the lower turnaround very slowly, or even holding briefly at the start point makes an exercise more difficult, while performing the upper turnaround any more slowly than necessary or holding there makes an exercise easier.

For example, imagine if you were to perform two sets of barbell squats with the same weight, same number of repetitions, and same cadence, one in the top half of your range of motion, one in the bottom. The force multiplied by time and mechanical work would be the same, but the set performed in only the bottom half of your range of motion would be much harder.

This is because the force you produce when contracting against the resistance is the product of both muscular force and leverage. As your muscles contract and cause your bones to move their angle of pull and leverage changes, so the same amount of force applied to a machine or weight through those bony levers can require more or less muscular force input depending on the part of the range of motion you are in. This is the reason some exercises are harder in some portions of the range of motion and easier in others, the reason you are capable of holding much more weight at or near lockout on pushing exercises, and the reason that load multiplied by time is not a valid measure of exercise difficulty.

It is the reason leg pressing something as heavy as a small car over a range of motion of only a few in

結果 (日本語) 2:

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運動強度は？ドリューベイズによって2014年8月26日に練習にXWelcome Google社員！あなたはこのページが役立つ場合は、このトピックの無料アップデートのために私たちの電子メールリストを購読することができます！あなたのメールアドレスを入力してください：運動の文脈で強度の意味にわたって多くの混乱があるようですので、中の燃料とでたらめを販売することによって大部分は、私はそれ遅れヤギにクリアクリスタル（はい、私はアーサー·ジョーンズを言い換えだ）すべきである方法でそれを説明するつもりです。まず、心の強さを保つことにしてのことではありませんそのものではなく、何かの尺度。私たちは運動の文脈での「強度」の話をしているときに私たちは本当になどの相対的な努力のようなものの測定値、相対負荷、心拍数の上昇、の話、とだけではなく、私たちは本当にするべき「強度」を言っています。「努力の強」または「負荷の強度」と言って、より具体的に、あなたがすることができるいかに難しいかを基準に動作しているいかに難しいか「強度」は、通常の努力の強度を意味するために使用される高強度のトレーニング（HIT）で、または現時点で働いて、それは私が言うか、「強度」を書いたとき、私は通常、何を意味するかです。たとえば、運動の先頭に努力のあなたの強さは八十パーセントになりますあなたの1回の繰り返しの最大の80％である抵抗を使用して運動を行う場合がありますが、抵抗があなたの減少強度の増加割合となる疲労として、あなたの強さは、それが抵抗に等しく、努力のあなたの強さは。百パーセントである点に減少するまで、それは瞬間的な筋肉の障害点を除いて、運動中に正確に測定できないので、努力の強度はしばしば不正確であると批判されています相対的な努力は、筋力とサイズの改善を促進するための最も重要な要因であると思われるので、それは（1）。最も関連性の高い、最も便利なフィットネス産業の残りの大部分が負荷の強度を意味する「強度」を使用します、運動のために使用されるあなたの1回の繰り返しの最大の割合。いくつかの問題は、正確に1回の繰り返しの最大値をテストで問題を含むが、これにあります。運動強度のすべてのタイプは、あなたが運動中に働いているいかに難しいかの尺度として意図されているが、そこに運動の難易度に影響を与える多くの要因があり、それは、一つまたはを変更することで、あなたの1担当者の最大の同じ割合で容易または懸命に働くことが可能ですこのような運動は、瞬間的な筋肉の障害点に行われているかどうかなど、これらの因子のより。また、限り運動は瞬間的な筋障害（努力の最大強度）の点に行われているように、ほとんどの人が（2）、さらには軽い負荷（3）との大きな困難を感じる異なる相対負荷を使用して、難易度の違いを認識しません。に関係なく使用される相対負荷の、あなたはあなたに激しくできるだけ作業していない瞬間的な筋肉の障害のために訓練されていない場合。これは、これらの問題にもかかわらず、負荷の強度は運動の努力の平均強度を推定することができると主張することができました。疲労の比較的一定の割合を仮定すると、運動は瞬間的な筋肉の障害が発生した直後に、運動中の努力の平均強度が途中使用される1担当者の最大の割合と百パーセントとの間で行われる停止されていることが前提。これはたくさんあります仮定のは、しかし、およびいくつかのものは、これをオフに投げることができます。運動中の疲労は、プロトコルに依存して変化することができ、おそらく一定の割合で発生していない多くの要因の結果です。リアルタイムの力測定とフィードバックとケンハッチンス「iMachinesの人々を訓練すると、疲労の割合は、運動の終わりに向かって増加することは珍しくありませんでした（グラフ上の線として表示されます）。あなたは相対的な時間を増やす同心瞬間的な筋肉の故障を達成した後、数秒間等尺収縮し続ける場合も、平均値を増加させる、努力の最大強度での作業に費やした（と私はこれが高いいくつかの高度の増加有効性の要因となる可能性があり疑います強度のトレーニング方法と同様に、彼らが回復に大きな要求をするように見える理由）。これらすべての問題に加えて、異なる相対的な負荷や繰り返しと筋力とサイズが増加する中で、平均でほとんど差があるように思われる限り、演習がそうであるように範囲負荷が強度に等しく、またはその超重い超簡単なセットは（1、4）。移動するための方法であるという主張に巨大なレンチを投げる瞬間的な筋肉の障害に行う考えている強さを定義するために、負荷を使用して最大の問題を時間をかけて仕事と電力または力や負荷の機械的な定義は正確に運動時の筋肉に何が起こっているかを説明します。これは、反証が容易であり、アーサー·ジョーンズは、負の仕事の代謝コストで前にこの数十年書いたの多くを。混乱が原因でいくつかの関連要因を考慮に失敗し、第二に、機械的な作業で代謝作業を比較するための試みのこの時点で存在し、定義により、作業が運動を必要とする...何の動きは全く仕事がないことを意味し; これは機械的な作業に関して間違いなく真であるが、それは特定の代謝作業に対して真実ではない筋肉が力を発生し、それが運動を生じることなく力の高いレベルを生成するために筋肉のために容易に可能です。論理的に、それは筋肉の力の生産の代謝コストが生産力のレベルと力がなく行う機械作業の量よりも...維持される時間に関係するであろうと思われる。例えば、100ポンドのバーベルがある、場合カール運動の途中位置に静止保持され、その後、筋肉はバーベルの下方への移動を防止するためにある程度の力を生成するために必要とされます。その力を提供することは確かに代謝コストを必要とするであろう...まだ仕事が関与している。ゆっくりと、100ポンドのバーベルをカールすることも、より急速なペースで同じバーベルをカールより大きい代謝コストを必要としません。関連する機械的仕事量はいずれの場合もまったく同じであっても。多くの他の例は、同じポイントを説明するために与えることができるが、それは今は..失敗する運命にされている機械的な仕事への代謝コストを関連付けるしようとすることは明らかです有意な関係はありません。我々は比較のための別の標準を持っている必要があります。唯一の意味のある標準を、私は力/時間であると考えることができます...力が維持されることを時間を掛け筋肉によって生成される力の量を。時間を掛けフォースのはるかに良い尺度であります運動力学的仕事よりも難易度が、それは正確に同じ力出力および持続時間と同じであっても機械的な仕事を持って、まだ繰り返しリズム、動きの範囲、または他の要因を変化させた場合は難易度の異なるレベルを持つことが可能であるため、まだ不備。たとえば、運動の10回の繰り返しを実行する場合、それぞれが動き、あなたの機械仕事の同じ範囲にわたって、同じ負荷で8秒を取って、電力、時間を掛けた力は同じであるが、あなたならば難易度が異なることになります6で2秒、下にあるエレベーター、2で6と下の4つの、またはリフトで4と下部でリフトあなたの筋肉が低下時に持ち上げるよりもゆっくり強く、疲労しているため、あなたの筋肉が生産することができる力が同心円状に変化するため収縮速度で。強度の違いと抵抗曲線は、これをさらに複雑にしています。それは非常に密接にあなたの強さの曲線はケンハッチンス「アリゲーター」機械のような調整可能なタイミングでうまく設計されたカムを搭載したマシンを使用するか、いくつかの無料の重量の練習中に正しい体の位置や動きに重みを持ち上げる近似抵抗曲線を得ることが可能であるが、それは不可能です。重量ベースのマシンを使用して、運動の全範囲にわたって完全にあなたの強さに一致するように（それはあまりにも、それの問題を抱えているが、電動機の収容抵抗は、別の話です）。このため、難しい動きの範囲の部分、および容易であり、あなたは、多かれ少なかれ困難であり得る正と負の運動の両方の間にそれぞれに費やす時間の量に依存した部分があります。例えば、ほとんどの化合物押す運動中にターゲットの筋肉は、エンドポイントより開始点ではるかに大きなレバーに対して作業しています。必要以上にもっとゆっくり上部ターンアラウンドを実施するか、そこに保持しながら、運動をより困難に非常にゆっくりと下方向転換を行う、あるいは始点で短時間保持する運動が容易になります。あなたは、2つのセットを実行した場合、例えば、想像します同じ重量、繰り返し同じ番号、同じリズム、動きのあなたの範囲の上半分に1、底に1とバーベルスクワットの。時間と機械的仕事を乗じ力は同じであるが、動きのあなたの範囲の下半分のみで行われるセットは非常に困難であろう。抵抗に抗して収縮したときに生成する力は、両方の筋肉の積であるためです力とレバレッジ。あなたの筋肉の契約としては、これらの骨のレバーを介して機械や重量に加えられた力の同じ量の範囲の一部に応じて、多かれ少なかれ筋力の入力を要求することができるので、あなたの骨は、プルとレバレッジの変更の彼らの角を移動させますあなたがしている動きが。これは、負荷が掛けていることをいくつかの演習は、硬い動きの範囲のいくつかの部分で、簡単に他のものであるため、あなたがでたり押し演習の近ロックアウトより多くの重量を保持することが可能であるため、との理由であります時間によって運動の難易度の有効な尺度ではない。それはわずか数での運動の範囲にわたって、小型車のように重いものを押す理由脚です

結果 (日本語) 3:

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