Описание работы 3

 

<- Практическая работа 2

Практическая работа 4 ->

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

ОЦЕНКА БЫСТРОТЫ

 

Теоретические сведения

 

Под быстротой понимается способность человека выполнять движения за минимальное время. Для оценки быстроты необходимо знать временные характеристики движения. Для таких циклических движений, как ходьба и бег, к временным характеристикам относятся:

  1. Длительность фаз движения (под фазой движения понимается часть движения, направленная на решение определенной двигательной задачи). Основными фазами ходьбы и бега являются фаза опоры  tоп  и фаза переноса  tпер.
  2. Длительность цикла движения  tц.  Циклом движения одной ноги в ходьбе и беге является шаг. Длительность шага  tш  складывается из длительности фазы опоры и фазы переноса:

tц = tш = tоп + tпер

  1. Темп или частота движения T (количество шагов в единицу времени). Темп движения – величина, обратная длительности цикла движения:

  1. Ритм движения. Внутрицикловой ритм движения определяется соотношением длительности фаз движения. Для ходьбы и бега в качестве ритмового коэффициента может быть использован коэффициент опоры Коп:

 

Перечисленные временные характеристики движений определяются с помощью специальной аппаратуры, которая включает датчик, линию связи и регистрирующее устройство.

Датчиком называется элемент измерительной системы, который непосредственно воспринимает изменения измеряемого параметра. В качестве датчика может быть использован так называемый датчик особой группы – замыкающая стелька. Особенность его состоит в том, что он может находиться только в двух состояниях – замкнутом и разомкнутом. Замыкающая стелька вкладывается в обувь. Она состоит из двух токопроводящих поверхностей в виде гибких эластичных металлических сеток, между которыми находится изоляционная резиновая прокладка с отверстиями. С обеих сторон стелька закрыта защитными накладками. В фазе переноса при отсутствии давления на стельку контактные поверхности разомкнуты и электрического контакта нет. В фазе опоры при нажатии на стельку происходит замыкание контактных поверхностей в местах отверстий в резиновой прокладке и возникает электрический сигнал.

 

 

Конструкция датчика – замыкающей стельки

 

Линия связи служит для передачи электрического сигнала с датчика на регистрирующее устройство. Линия связи может быть проводной и беспроводной. Достоинство проводной линии связи – простота и высокая помехоустойчивость, беспроводной – не мешает естественным движениям спортсмена. Беспроводная линия связи составляет основу радиотелеметрической системы передачи информации (греч. теле – далеко, метрео – мера). По беспроводной линии связи информация передается, как правило, в форме радиоволн, но могут использоваться также звуковые, ультразвуковые, инфракрасные волны.

Регистрирующее устройство предназначено для представления переданной информации в визуальной (видимой) форме и ее сохранения. Для представления результатов измерений применяются аналоговые устройства – самописцы и стрелочные индикаторы, а также цифровые устройства – приборы с цифровой индикацией. Самописцы позволяют получить наглядные диаграммные записи и с их помощью анализировать динамику исследуемого процесса. Запись в самописцах ведется на движущийся с постоянной скоростью носитель информации (диаграммную ленту). Они оборудованы пишущим узлом, угол поворота которого определяется уровнем входного сигнала. Самописцы подразделяются на чернильнопишущие (частота регистрируемых сигналов до 200 Гц), термопишущие и светолучевые. Достоинством подобных приборов является то, что они могут использоваться в качестве измерителей времени.

В настоящее время для получения результатов измерений в виде графиков или рассчитанных цифровых показателей применяются различные вычислительные устройства, основанные на использовании компьютерной техники.

 

Лабораторная установка, предназначенная для определения временных характеристик ходьбы и бега, представляет собой радиотелеметрическую систему. Она состоит из датчика – замыкающей стельки, беспроводной линии связи, использующей радиоканал, и регистрирующего устройства – чернильнопишущего самописца. Беспроводная линия связи включает радиопередатчик и радиоприемник.

 

 

Схема радиотелеметрической системы

 

 

 

Общий вид лабораторной установки:

справа налево – замыкающие стельки, радиопередатчик, радиоприемник, самописец

 

Спортсмен выполняет ходьбу, медленный бег и быстрый бег. В обувь вложена контактная стелька, соединенная проводом с радиопередатчиком, укрепленным на теле спортсмена. В фазе опоры возникает электрический сигнал, который поступает на радиопередатчик, преобразуется и передается по радиоканалу на расположенный на определенном расстоянии радиоприемник и затем поступает на самописец. Запись на самописце производится специальным пером на протягиваемой с постоянной скоростью бумажной ленте, на которой нанесена масштабная сетка. Электрический сигнал вызывает отклонение пера, перпендикулярное направлению движения бумаги. Скорость протяжки бумажной ленты задается в зависимости от скорости изучаемых процессов (длительности фаз движения) – чем они короче, тем скорость ленты должна быть выше. В результате на ленте записываются хронограммы исследуемых движений (греч. хронос – время) – запись длительности отдельных фаз движения.

 

Вид хронограмм ходьбы, медленного бега и быстрого бега:

1-2 – фаза опоры; 3-4 – фаза переноса; 1-1, 2-2, 3-3, 4-4 – цикл движения

 

Поскольку скорость движения ленты самописца Vл известна, можно вычислить, скольким секундам или долям секунд соответствует 1 мм записи по горизонтали, т.е. определить масштаб  Мt  по оси времени:

 

 

В этом случае длительность фазы движения  t, соответствующая любому отрезку  X  на хронограмме,  составляет:

 

 

Цель работы заключается в ознакомлении с методикой измерения временных характеристик циклических движений с использованием радиотелеметрической системы.

 

Порядок выполнения работы

 

  1. В отчете на хронограммах с нанесенными координатными осями измерить длину отрезков X1-2 и X3-4, а также длину отрезков X1-1 или отрезков между любыми другими одноименными точками (2-2, 3-3, 4-4), как показано на примере. Для этого воспользоваться миллиметровой сеткой на хронограммах. Измерения производить с точностью до 1 мм. Результаты занести в таблицу отчета.

 

 

Пример хронограмм ходьбы, медленного и быстрого бега

 

 

Таблица отчета

Временные характеристики движений

 

Движение

Фаза опоры

Фаза переноса

Шаг

Темп

Коэффициент

опоры

X1-2,

 

мм

tоп,

 

с

X3-4,

 

мм

tпер,

 

с

X1-1,

   ….

мм

tш,

 

с

T,

 

1/с

Коп,

 

%

Ходьба

 

 

 

 

 

 

 

 

Медленный

бег

 

 

 

 

 

 

 

 

Быстрый

бег

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Используя заданное значение скорости движения ленты самописца Vл,  определить масштаб хронограмм  Мt  по оси времени:

Результат записать в отчет.

  1. Вычислить длительность фазы опоры  tоп , фазы переноса  tпер  и цикла движения (шага)  tш , подставляя в следующую формулу соответственно X1-2, X3-4 и X1-1 (или X2-2, X3-3, X4-4):

t = X·Мt

Результаты занести в таблицу отчета.

  1. Вычислить темп движения  Т:

 

Расчет производить с точностью до 0,01 1/c. Результаты занести в таблицу отчета.

  1. Вычислить коэффициент опоры  Коп  (учитывая, что  tц = tш):

 

Расчет производить с точностью до 1%. Результаты занести в таблицу отчета.

 

  1. Сделать выводы:
  1. О зависимости темпа и коэффициента опоры от характера движения (увеличиваются или уменьшаются темп и коэффициент опоры при переходе от ходьбы к быстрому бегу).
  2. О соответствии рассчитанных коэффициентов опоры исследуемым движениям (если коэффициент опоры при ходьбе составляет 60-80%, при медленном беге – 40-60%, при быстром беге – 20-40%, то его значения соответствуют исследуемым движениям; если он не входит в указанные пределы, то не соответствуют).

 

 

Вопросы для самоконтроля

 

  1. Какие известны временные характеристики движений?
  2. Что такое коэффициент опоры?
  3. Что включает измерительная система для определения временных характеристик?
  4. Что собой представляет датчик «замыкающая стелька»?
  5. Какие существуют линии связи, что такое радиотелеметрическая система?
  6. Какие существуют регистрирующие устройства?
  7. Как работает лабораторная установка для определения временных характеристик ходьбы и бега?
  8. Как по хронограммам ходьбы и бега определить длительность фаз, темп и ритм движений?

<- Практическая работа 2

Практическая работа 4 ->