Визначення лінійних швидкостей і прискорень руху точок біоланок по кінограмі, відеограмі і біокінематичній схемі.

Мета роботи: освоїти розрахунковий метод визначення лінійних швидкостей і прискорень руху точок біоланок за результатами реєстрації рухів з допомогою кіно- або відеозйомки.

Знання та практичні навики, які одержує студент при виконанні роботи:

-вміння визначати абсолютні значення лінійних швидкостей та прискорень руху антропометричних точок тіла людини;

-вміння будувати графіки швидкостей та прискорень руху;

- практичні навики оцінювати рівень і характер м`язового навантаження окремих м’язових груп за величиною і напрямком швидкості відповідних біоланок.

Короткі теоретичні відомості та методика експерименту:

Рух точок біоланок людини при виконанні рухової дії може бути рівномірним ( якщо за рівні проміжки часу вона проходить відрізки шляху однакової довжини) або нерівномірним ( якщо за рівні проміжки часу вона проходить відрізки шляху різної довжини). Просторово-часовою характеристикою руху тіла або матеріальної точки являється швидкість. Швидкість – це фізична величина рівна першій похідній в часі від віддалі в системі відліку, що використовується. При рівномірному прямолінійному русі модуль швидкості можна визначити як відношення шляху до відрізку часу за який точка або тіло пройшло цей шлях:

де - шлях, що пройшло тіло за час .

Швидкість руху є векторною величиною і характеризується, крім величини, ще і напрямком у просторі. Вектор швидкості прийнято позначати символом → ( ), а його довжину літерою V.

Для визначення швидкості необхідно визначити переміщення точки і розділити його на час переміщення . Якщо на біокінематичній схемі виміряти відстань між першим (перший кадр) і третім (третій кадр) положеннями точки і розділити на час проходження цієї відстані, то одержимо миттєву швидкість точки в той момент часу, коли вона знаходилася в другому положенні (другий кадр). Загальну формулу можна записати слідуючим чином:

, де .

Для знаходження дійсного шляху точки, відстань у міліметрах між точками, визначений по біокінематичній схемі, множать на величину обернену масштабу і ділять на 1000. Час проходження відрізка шляху визначають по формулі: , де - частота зйомки. В результаті основна формула для визначення швидкості руху досліджуваної точки може бути подана у вигляді:

.

При нерівномірному або рівнозмінному рухах зміна швидкості характеризується прискоренням .Прискорення , як і траєкторія, шлях, час, швидкість, переміщення, є важливою біокінематичною характеристикою рухової дії. Однак воно зв`язане не тільки з біокінематичними вимірами, його показники мають безпосереднє відношення до біодинаміки рухів: , де - сила, що спричинила зміну швидкості рухомого тіла масою . Тому значення прискорення дає можливість судити про величини зусиль, що розвивають м`язи людини, про опорні реакції і т.п.

Формула для розрахунку прискорення по біокінематичній схемі має вигляд:

,

де - різниця швидкостей двох положень точки біоланки тіла; - частота кінозйомки; - кількість часових інтервалів між положеннями точки на біокінематичній схемі досліджуваного руху.

Завдання:

1.Переглянути біокінематичну схему, виготовлену в процесі виконання лабораторної роботи №1 і перевірити нумерацію кадрів.

2.Підготувати робочу таблицю:

№ точок	, мм відстань між точками	, м дійсна відстань між точками	, с час	середня швидкість точки	різниця швидкостей	прискорення

3.По траєкторіях виміряти в міліметрах відстань між усіма точками, якими позначено положення загального центра тяжіння спортсмена, що знаходяться одна від одної на два часові інтервали. Дані записати в другий стовпчик таблиці проти номера пропущеної при вимірюванні відстані точки.

4.Обчислити дійсний шлях точки в метрах по формулі: .

5.Визначити час переміщення точки на досліджуваному відрізку шляху по формулі: .

6.Визначити середню швидкість точки на розглянутому відрізку шляху, дані записати в таблицю проти номера пропущеної точки.

7.Визначити - різницю швидкостей двох положень точки, розрахунки проводити через один показник. Отриманий результат записати проти пропущеного номеру в таблицю з відповідним знаком (+ або -).

8.Обчислити прискорення за формулою: .

9.По результатам обчислень накреслити графіки швидкості і прискорення .

6. Отримані в процесі роботи результати оформити у вигляді звіту, який повинен включати:

- точну назву, мету і завдання роботи;

- короткі теоретичні відомості та порядок виконання роботи;

- таблицю просторово - часових характеристик рухової дії;

- графіки швидкості та прискорення.

Контрольні питання:

1.Як визначається швидкість розрахунковим методом по біокінематичній схемі?

2.Дайте визначення швидкості і прискорення.

3.Як розрахувати прискорення по біокінематичній схемі?

4.Для чого потрібна інформація про швидкість і прискорення біоланок тіла людини при виконанні рухової дії?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4