Описание работы 2

 

<- Практическая работа 1

Практическая работа 3 ->

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

ФОТОФИНИШ

 

Теоретические сведения

 

В видах спорта, в которых результат обусловлен временем преодоления дистанции (легкая атлетика, велоспорт, гребной спорт и т.д.), время финиширования может фиксироваться с помощью ручного хронометража, автоматического электронного хронометража или фотофиниша.

Ручной хронометраж осуществляется с применением ручных секундомеров (как механических, так и электронных). Он позволяет получить результат с точностью до 0,1 с (обычно это оговорено правилами соревнований). Точность измерения времени с помощью ручного хронометража зависит от точности самого секундомера и от реакции судьи или тренера, фиксирующих время. Кроме того, имеет значение опыт хронометриста.

Автоматический электронный хронометраж основан на использовании светолучевых и контактных датчиков, установленных в плоскости финиша (например, фотоствор в легкой атлетике или контактные полосы в велоспорте). Финишируя, спортсмен пересекает финишное устройство (световой луч) и тем самым подает останавливающий сигнал на электронный секундомер, включенный в момент старта специальным устройством. Автоматический электронный хронометраж позволяет получить результат с большей точностью по сравнению с ручным, однако он дает возможность определить результаты только тех спортсменов, между которыми на финише имеется заметный разрыв. Точность измерения времени с помощью автоматического электронного хронометража зависит только от точности используемой аппаратуры и может составлять 0,001 с и выше.

«Ручное» время всегда меньше, чем «электронное» за счет того, что при старте хронометрист включает секундомер с запаздыванием из-за времени реакции (для тренированных людей составляет примерно 0,2 с), а на финише выключает секундомер именно в момент финиширования, так как на основе опыта предугадывает движение спортсмена. Разница между «ручным» и «электронным» временем составляет в среднем 0,2 с.

Фотофиниш – это устройство и способ определения времени и порядка финиширования спортсменов, особенно в тех случаях, когда порядок финиширования (первенство) визуально не может быть установлен. Фотофиниш позволяет получить результат с точностью до 0,001 с. С помощью фотофиниша решаются три основные задачи судейства соревнований по преодолению различных дистанций:

  1. Определение времени финиширования с необходимой точностью.
  2. Получение документированного материала для протокола соревнований.
  3. Определение порядка финиширования (первенства).

Если первая задача судейства соревнований успешно решается с помощью различных систем хронометража, вторая задача также успешно решается с помощью любых специализированных видеосистем, то третья задача – определение первенства или приоритета – решается на сегодняшний день только с использованием фотофиниша.

Вариант фотофиниша, основанный на бескадровой регистрации времени пересечения финишной линии, был предложен в 70-х годах прошлого века швейцарской фирмой Omega. Фотофинишное устройство представляет собой специальную фотографическую камеру, установленную в створе финиша на каком-либо возвышении под углом 30º к горизонтали.

 

?????????? ?????????? ?????????????? ???? ? ????????????? ?????, ??????? ??????????? ??????? ? ????? ?????????? ????? 12 ?????? ???? ??????????????? (?????????? ?????), ??????????????? (?????), ??? ?????????????? (???? ?????) ??????????. (*P

 

Общий вид и расположение фотофинишного устройства

 

Камера фотофиниша разделена внутри на две части светонепроницаемой перегородкой. Изображение линии финиша создается длиннофокусным объективом (телеобъективом), установленным в передней части камеры, а в задней части камеры находится рулон фотопленки и электромиллисекундомер (ЭМС), запускаемый стартовым устройством (стартовым пистолетом).

 

 

Схема фотофинишного устройства

 

Светонепроницаемая перегородка имеет в середине вертикальную щель шириной 0,1 мм, расположенную точно напротив финишной линии. Фотопленка имеет возможность равномерно двигаться мимо открытой щели перегородки с помощью двигателя. Направление движения пленки совпадает с направлением движения спортсменов. Скорость движения пленки устанавливается в зависимости от предполагаемой скорости движения спортсменов (для легкоатлетических соревнований примерно 10 см/с). На пленку посредством микрообъектива впечатываются временные отметки в виде последовательного ряда чисел и различная дополнительная информация (номер забега и т.п.). Отснятая пленка поступает в блок экспресс-проявки и после обработки сразу же передается бригаде судей на фотофинише и затем в судейский секретариат.

Работа фотофиниша происходит следующим образом. В момент старта запускается электромиллисекундомер и начинается отсчет времени, но пленка еще не перемещается и съемка не ведется. По мере приближения спортсменов к финишу (за несколько метров до него) оператор, управляющий фотофинишем, включает двигатель, и пленка начинает двигаться. Благодаря тому, что щель в перегородке очень узкая, точки тела спортсменов или инвентаря экспонируются на фотопленку короткое время и смазанности изображения не возникает, т.е. изображение получается резким. В то же время движение пленки со скоростью, большей чем скорость движения экспонируемых на ней точек приводит к деформированности (вытянутости) изображения в горизонтальном направлении. Это позволяет искусственно увеличить расстояние между характерными точками тела спортсменов или инвентаря, по которым определяется момент финиширования, и с необходимой точностью установить порядок и время финиширования.

Таким образом, изображение на пленке фотофиниша не является обычным фотоснимком момента финиширования. На ней изображены точки тела спортсменов не в один момент времени, а в разные моменты, когда каждая из них пресекает плоскость финиша.

 

 

Отпечаток с пленки фотофиниша легкоатлетического забега

 

Порядок и время финиширования спортсменов определяются с помощью специального просмотрового устройства. Для этого рамка с пленкой передвигается до совмещения характерной точки тела спортсмена или инвентаря (в легкой атлетике – передняя точка туловища; в велоспорте – центр переднего колеса; в лыжном спорте – носок ботинка и т.д.) с вертикальной риской. По шкале с временными отметками считывается результат. Если вертикальная риска попадает между делениями сотых долей секунды, то результат фиксируется по худшему времени. Если по правилам соревнований результат должен быть определен с точностью до 0,1 с (как, например, в беге на дистанциях свыше 10000 м), то его округление производится в сторону увеличения.

 

 

Определение порядка и времени финиширования

 

Обычно на крупных соревнованиях кроме электронного хронометража и фотофиниша осуществляется видеозапись финиша специальной видеокамерой со встроенным времяизмерительным устройством высокой точности.

 

Цель работы заключается в ознакомлении с устройством и работой аппаратуры фотофиниша, определении порядка и времени финиширования.

 

Порядок выполнения работы

 

  1. В отчете на отпечатке с пленки фотофиниша опустить перпендикуляр из центра переднего колеса велосипедиста, который указан в задании, на шкалу времени, как показано на примере (в данном случае третий велосипедист). Цифры в верхней строке под изображением велосипедистов означают минуты, в нижней строке – секунды и десятые доли секунд. Если в первом разряде числа стоит ноль, то это значит, что цифра в нем отсутствует. Например, 06.3 в строке секунд означает 6,3 с.

 

 

Пример отпечатка с пленки фотофиниша заезда на велотреке

 

  1. Измерить помощью миллиметровой шкалы на отпечатке фотофиниша расстояние D между соседними временными отметками, соответствующими интервалу 0,1 с, и расстояние d между проекцией точки, по которой определяется момент финиширования (центр переднего колеса) и ближайшей слева временнóй отметкой (18 мин 24,9 с). В данном случае D = 50 мм, d = 42 мм.
  2. Найти промежуток времени Δt, соответствующий отрезку d, и округлить его до 0,001с. Δt находится из пропорции по формуле:

 

  1. Определить время финиширования  с точностью до 0,001 с. Для этого к временнóй отметке 18 мин 24,9 с  необходимо прибавить Δt:

 

t = 18 мин 24,9 с + Δt = 18 мин 24,900 с + 0,084 с = 18 мин 24,984 с

 

  1. В спортивной практике при записи результатов принято отделять часы от минут двоеточием, минуты от секунд – точкой, а секунды от десятых долей секунд – запятой. Таким образом, итоговый результат записать в форме:

t = 18.24,984

 

 

Вопросы для самоконтроля

 

  1. Какие известны способы определения времени финиширования?
  2. Какую точность обеспечивает ручной хронометраж?
  3. Какую точность обеспечивает автоматический электронный хронометраж?
  4. Какова разница между результатом, зафиксированным с помощью ручного и электронного хронометража?
  5. Какие задачи судейства соревнований решаются с помощью фотофиниша?
  6. Как устроен фотофинишный аппарат?
  7. В чем заключается принцип работы фотофиниша?
  8. Какое изображение получается на пленке фотофиниша: резкое или смазанное, геометрически искаженное или не искаженное?
  9. Как по пленке фотофиниша определяется время финиширования с необходимой точностью?

<- Практическая работа 1

Практическая работа 3 ->