Bazele teoriei măsurării

Cursuri în disciplina "Metrologie sportivă"

A terminat un elev de-al treilea an Kypriani Talia

Universitatea de Stat din Moscova

Măsurarea unei cantități fizice este o operație care determină de câte ori această valoare este mai mare (sau mai mică) decât o altă valoare luată ca referință. Astfel, lungimea standard adoptat de contor, iar provocarea de măsurare rezultată sau în testul, vom afla cât de multe de metri, de exemplu, este conținută în rezultatul prezentat salt atlet lungime, împușcat pus, și așa mai departe. D. In mod similar, putem pentru a măsura timpul de mișcare, puterea dezvoltată în timpul execuției și așa mai departe.







Dar nu numai astfel de măsurători trebuie efectuate în practica sportivă. Foarte des este necesar pentru a evalua performanța de exerciții expresive în figura patinaj sau gimnastica, complexitatea mișcărilor jumperii în apă, oboseala maraton, jucătorii de calificare tactice și scrimeri. Nu există standarde legale, dar aceste dimensiuni în multe sporturi sunt cele mai informative. În acest caz, măsurarea va fi stabilirea unei corespondențe între fenomenele studiate, pe de o parte, și numerele pe de altă parte.

Introducerea progresului științific și tehnologic în educația fizică și sport începe cu un control integrat. Informațiile obținute aici sunt baza tuturor acțiunilor ulterioare ale formatorilor, lucrătorilor științifici și administrativi. Mii de formatori și specialiști care evaluează indicatorii (de exemplu, sprinteri de sprinter de anduranță sau eficacitatea tehnicii boxerilor) trebuie să facă același lucru. Pentru aceasta, există standarde de măsurare.

Standardul este un document normativ și tehnic care stabilește un set de norme, reguli, cerințe privind obiectul standardizării (în acest caz măsurători sportive) și aprobat de autoritatea competentă. Utilizarea standardului mărește precizia, economia și uniformitatea măsurătorilor. Pentru a consolida rolul standardizării în țara noastră, funcționează Sistemul de Stat pentru Standardizare (GSS), care conține fundamentele organizatorice, juridice, metodologice și practice ale acestei activități.

2. Sprijin metrologic al măsurătorilor în sport

Suportul metrologic este aplicarea principiilor fundamentale științifice și organizatorice, mijloacele tehnice, regulile și normele necesare pentru a atinge unitatea și acuratețea măsurătorilor în educația fizică și sport. Baza științifică pentru această dispoziție este metrologia, serviciul organizatoric și metrologic al Comitetului de Stat pentru Sport al Rusiei. Baza tehnică include:

sistem de standarde de stat;

sistem de dezvoltare și eliberare a instrumentelor de măsurare;

certificarea metrologică și verificarea mijloacelor și a metodelor de măsurare;

un sistem de date standard privind indicatorii care trebuie monitorizați în formarea sportivilor.

Suportul metrologic vizează asigurarea unității și a acurateței măsurătorilor. Unitatea de măsurare se realizează prin faptul că rezultatele acestora trebuie prezentate în unități legale și cu o probabilitate cunoscută de erori. În prezent, se utilizează sistemul internațional de unități (SI), a cărui aplicare în Rusia este definită de Standardul de Stat. Unitățile principale de cantități fizice în SI sunt unități de lungime - metru (m); masa - kilogram (kg); timp - secundă (secunde); rezistența curentului electric este amperi (A); temperatura termodinamică - kelvin (K); puterea luminii - candela (cd); cantitatea de substanță - mol (mol). Unități suplimentare SI: radian (rad) și steradian (cp) - pentru măsurarea unghiurilor plane și, respectiv, solide.

În plus, în măsurători sportive și pedagogice se utilizează următoarele unități de măsură: forțe - Newton (N); temperatura - grade Celsius (* C), frecvența - hertz (Hz); presiune - pascal (Pa); volum - litru, mililitru (l, ml).

Cu ajutorul calculelor din aceste unități de bază, se obțin derivate. De exemplu, munca efectuată de un corp mișcătoare este măsurată ca produs de forță pe masă (Newton.metru - Nm). Puterea - ca activitate pe unitatea de timp - este măsurată în Nm / s, viteza - în m / s, etc.

Unitățile extrasisteme sunt utilizate pe scară largă în practică. . De exemplu, puterea măsurată în cai putere (. CP), Energie - in calorii, presiune - milimetri coloană de mercur, etc. Următoarele relații sunt utilizate pentru a transfera unități non-SI în SI: H 1 = 0.102 kg (forță); .. 1 Nm = 1 J (joule) = 0,102; kgm = 0,000239 kcal. Un nyutonmetr prea mici în mărime, și, prin urmare, locul de muncă atlet (sau energia eliberată în timpul exercițiului) adesea măsurată în kilojouli 1 kJ = 1000 Nm = 0.239 kcal = 102 kgm.

Intensitatea (sau puterea) exercițiilor este măsurată în wați: 1 W = 1 J / s = 1 Nm / s = 0,102 kgm / s. În consecință, 1000 W = 1 kW = 102 kgm / s. In practicarea sportului astfel indicele larg răspândit ca consumul de energie (kcal) in timpul efortului pe unitatea de timp (minute): 1 kcal / min = 69.767 W = 426.85 kgm / min = 4,186 kJ / min. O unitate cum ar fi met. Este egal cu:

Destul de des, evaluând intensitatea exercițiului, rețineți că acesta se efectuează cu consumul de oxigen la, de exemplu, 4 l / min. Trebuie reținut faptul că atunci când se consumă 1 litru de O 2, se eliberează 5,05 kcal de energie și se efectuează o muncă egală cu 21,237 kJ. Prin urmare, acest exercițiu va costa 20,2 kcal / min, ceea ce corespunde muncii la 84,95 kJ.

3. Balanțe de măsurare

Există patru scale de măsurare principale.

3.1. Scară de titluri

Măsurătorile efective care îndeplinesc definiția acestei acțiuni nu se realizează în scara de nume. Aici vorbim despre gruparea obiectelor care sunt identice cu o anumită caracteristică și despre atribuirea lor. Nu este un accident că alt nume pentru această scală este nominal (din cuvântul latin Nome - name).

Notațiile atribuite obiectelor sunt numere. Spre exemplu, sportivii cu salt în această scală pot fi desemnați prin numărul 1, jumperii în înălțime - 2, jumperii triple - 3, polul vaulter - 4.

La măsurătorile nominale, simbolul de intrare înseamnă că obiectul 1 diferă numai de obiectele 2, 3 sau 4. Cu toate acestea, cât de diferit și în ce fel este imposibil de măsurat pe această scală.

Care este sensul atribuirea anumitor numere (de exemplu, jumperi) unor obiecte specifice? Faceți acest lucru deoarece rezultatele măsurătorilor trebuie procesate. Statisticile matematice, ale căror aparate sunt folosite pentru acest lucru, se referă la numere, iar obiectele de grup nu sunt mai bune decât prin caracteristici verbale, ci prin numere.







3.2. Scară de ordine

Dacă unele obiecte au o anumită calitate, atunci măsurătorile ordinale pot răspunde la întrebarea privind diferențele în această calitate. De exemplu, o cursa de 100 de metri este o definitie a nivelului de dezvoltare a calitatilor de rezistenta la viteza. Atletul care a câștigat cursa, nivelul acestor calități este mai mare decât cel al celui de-al doilea. Al doilea, la rândul său, este mai mare decât al treilea și așa mai departe.

Dar, de cele mai multe ori, scara de ordine este utilizată ori de câte ori măsurătorile calitative din sistemul acceptat de unități sunt imposibile. De exemplu, în gimnastica ritmică trebuie să măsurați arta sportivilor diferiți. Apoi este stabilit sub formă de ranguri: rangul câștigătorului este 1, al doilea este 2 și așa mai departe.

Folosind această scală, puteți adăuga și scădea rangurile și puteți efectua orice alte acțiuni matematice pe ele. Cu toate acestea, trebuie amintit că, dacă există două rânduri între al doilea și al patrulea sportiv, aceasta nu înseamnă deloc că a doua jumătate este mai artistică decât prima.

3. Scala intervalului

Măsurătorile din această scală nu sunt clasificate numai în ordine, ci și separate de anumite intervale. În scala intervalului, unitățile de măsură sunt setate (grad, al doilea, etc.). Obiectului măsurat i se atribuie un număr egal cu numărul de unități de măsură pe care le conține. De exemplu, temperatura corpului sportivului A. în timpul exercițiului a fost egală cu 39,0 ° C, atletul V. -39,5 ° C

Procesarea rezultatelor măsurătorilor într-o scală a intervalului permite determinarea "cât mai mult" un obiect este comparat cu celălalt (în exemplul de mai sus = 0,5 *). Aici puteți utiliza orice metodă de statistică, cu excepția definirii relațiilor. Acest lucru se datorează faptului că punctul zero al acestei scări este ales arbitrar.

3. 4. Scala relațiilor

În scala de relație, punctul zero nu este arbitrar și, prin urmare, la o anumită perioadă de timp, cantitatea măsurată poate fi zero.

În această scală, una dintre unitățile de măsură este considerată standard și valoarea măsurată conține cât mai multe dintre aceste unități ca numărul de ori este mai mare decât standardul. Astfel, o forță de 600 N, egală cu 6,6 s, este egală cu aceeași unitate de măsură de bază ca un nouton. Rezultatele măsurătorilor din această scală pot fi procesate prin orice metode de statistică matematică.

Tabelul "Caracteristici și exemple de scale de măsurare"

(conform lui J. Glas, J. Stanley)

4. Precizia măsurării

4. 1. Concepte de bază

În practica sportivă, cele mai frecvente sunt două tipuri de măsurători. Măsurătorile, atunci când valoarea dorită a valorii este direct din datele experimentale, sunt linii drepte. De exemplu, viteza de înregistrare a rulajului, intervalul de aruncare, mărimea efortului etc. sunt toate măsurătorile directe.

Indirect sunt măsurătorile la care valoarea căutată a valorii se găsește pe baza relației dintre această cantitate și cantitățile măsurate. De exemplu, între viteza mingii cu un jucător de fotbal (V) și costurile de energie (E), există o relație de tipul:

unde y este consumul de energie în kcal;

x este viteza mingii. Dacă atletul conduce mingea cu V = 6 m / s, atunci E = 9,6 kcal / min.

Metoda directă de măsurare a IPC este dificilă, iar timpul de funcționare este ușor. Prin urmare, timpul de funcționare este măsurat și calculat IPC.

Trebuie reținut faptul că nici o măsurătoare nu poate fi efectuată cu exactitate și rezultatul măsurării conține întotdeauna o eroare. Este necesar să se depună eforturi pentru a se asigura că această eroare este în mod rezonabil minimă. Rețineți că rezultatele controlului reprezintă baza pentru planificarea sarcinilor. Prin urmare, măsurate cu precizie - planificate cu exactitate și invers. Cunoașterea corectitudinii măsurătorilor este o condiție prealabilă și, prin urmare, sarcina de măsurare implică nu numai găsirea valorii în sine, ci și estimarea erorilor (erorilor) admise.

4. 2. Erorile de măsurare sistematice și aleatorii

Erori ale măsurătorilor sunt împărțite în sistematic și aleator.

Valoarea erorilor sistematice este aceeași în toate măsurătorile efectuate prin aceeași metodă utilizând aceleași instrumente de măsurare. Există patru grupe de erori sistematice:

erori, cauza a cărei cauză este cunoscută și a cărei magnitudine poate fi determinată în mod corect. De exemplu, când se determină rezultatul unei sărituri de coardă, este posibilă modificarea lungimii sale datorită diferențelor de temperatură a aerului. Această modificare poate fi evaluată, iar corecțiile introduse în rezultatul măsurat;

erorile, cauza a cărei cauză este cunoscută, dar valoarea nu este. Aceste erori depind de clasa de precizie a echipamentului de măsurare. De exemplu, dacă clasa de precizie a dinamometrului pentru măsurarea rezistenței sportivilor este de 2,0, atunci citirile sale sunt corecte cu 2% în cadrul scalei instrumentului. Dar dacă vom efectua mai multe măsurători consecutive, eroarea în primul dintre ele poate fi egal cu 0,3%, iar în al doilea - 2%, în al treilea - 0,7% etc. În acest caz, pentru a determina cu exactitate valoarea sa pentru fiecare dintre măsurătorile .. este imposibil;

erorilor a căror origine și magnitudine sunt necunoscute. De obicei, ele apar în dimensiuni complexe, când nu este posibil să se ia în considerare toate sursele erorilor posibile;

Controlul sistematic al sportivilor vă permite să determinați măsura stabilității lor și să luați în considerare posibilele erori în măsurători.

În unele cazuri, erorile apar din motive care nu sunt previzibile în avans. Astfel de erori sunt numite erori aleatorii. Acestea sunt identificate și contabilizate de aparatul matematic al teoriei probabilității.

Înainte de efectuarea oricăror măsurători, este necesar să se determine sursele erorilor sistematice și, dacă este posibil, să se elimine. Dar, deoarece nu se poate face complet, introducerea corecțiilor la rezultatul măsurătorii permite corectarea acesteia ținând cont de eroarea sistematică.

Pentru a elimina utilizarea erorilor sistematice:

a) tartarea - verificarea citirilor dispozitivelor de măsurare prin compararea lor cu citirile standardelor în întregul interval de valori posibile ale valorii măsurate;

b) calibrare - determinarea erorilor și corecțiilor.

4. 3. Erorile de măsurare absolute și relative

Rezultatul măsurării oricărei valori diferă de valoarea reală. Această diferență, egală cu diferența dintre citirea instrumentului și valoarea reală, se numește eroarea de măsurare absolută, care este exprimată în aceleași unități ca și valoarea măsurată în sine:

Scopul aplicării Hotn este legat de următoarele circumstanțe. Să presupunem că măsuram timpul de până la 0,1 s (eroare absolută). În acest caz, dacă vorbim despre funcționarea la 10.000 m, atunci acuratețea este destul de acceptabilă. Dar timpul de reacție nu poate fi măsurat cu această precizie, deoarece mărimea erorii este aproape egală cu valoarea măsurată (timpul de reacție simplu este de 0,12-0,20 s). În acest sens, este necesar să se compare amplitudinea erorii și valoarea măsurată în sine și să se determine eroarea relativă.

Să luăm în considerare un exemplu de determinare a erorilor de măsurare absolute și relative. Să presupunem că măsurarea frecvenței cardiace după ce ați rulat cu un instrument de înaltă precizie ne dă o valoare foarte apropiată de valoarea reală și egală cu 150 de bătăi pe minut. Măsurarea simultană a palpării dă o valoare de 162 bpm.

Înlocuind aceste valori în formulele de mai sus, obținem:

X = 150 - 162 = 12 bpm este eroarea absolută; Hot = (12: 150) * 100% = 8% este eroarea relativă.

Astfel se formează următoarele reguli de bază:

se străduiesc să obțină cea mai mare precizie posibilă;

să fie capabil să determine magnitudinea, tipul și cauzele erorilor;

să învețe să le elimini.

Metrologia sportivă este știința măsurătorilor în educația fizică și sport. Ar trebui să fie considerată ca o aplicație concretă pentru metrologia generală, sarcina principală a căreia, după cum se știe, este să asigure precizia și uniformitatea măsurătorilor. Cu toate acestea, ca disciplină academică, metrologia sportivă depășește domeniul metrologiei generale.

Specialiștii-metrologi se concentrează asupra problemelor privind unitatea și acuratețea măsurătorilor cantităților fizice (lungime, masă, timp, temperatură, curent electric, intensitatea luminii și cantitatea de materie).

În educația fizică și sport, unele dintre aceste cantități sunt, de asemenea, supuse măsurării. Dar cei mai mulți experți în domeniul metrologiei sportive sunt interesați de indicatori pedagogici, biologici, care nu pot fi numiți fizici în conținutul lor. Metoda de măsurare a acestora, în general, nu se ocupă de metrologie și, prin urmare, a devenit necesar să se elaboreze măsurători speciale, ale căror rezultate să caracterizeze comprehensiv calitatea sportivilor și a atleților.

Astfel, subiectul metrologiei sportive (și teoria măsurărilor, inclusiv) este un control complex în educația fizică și sport și utilizarea rezultatelor sale în planificarea sportivilor și sportivilor de formare.

Godik M. A. Metrologie sportivă. M. fi, 1988.

Godik MA Controlul instruirii și încărcăturilor competitive. M. fi, 1980.

Beshelev SD Gurvich FG Metode matematice-statistice ale evaluărilor experților. M. Statistics, 1989.

Zatsiorsky VM Fundamentele metrologiei sportive. M. Fi, 1981.

Ivanov VV Control complex în formarea sportivilor. M. Fi, 1987.

Pfantsl I. Teoria măsurătorilor / Trans. cu engleza. M. Mir, 1976

Utkin VL Măsurători în sport (introducere în metrologia sportivă). M. GTSOLIFK, 1989.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: