Меню

Как линейкой измерить реакцию



Измерение времени реакции подростков и взрослых

На одном из уроков физики, при изучении материала о равноускоренном движении тел, прозвучал вопрос учителя: «Хотите ли вы узнать, как можно измерить свое время реакции на какой-либо сигнал? Если да, то в этом могут помочь знания физики по теме: «Свободное падение тел»»

Метод измерения времени реакции человека меня удивил и заинтересовал. Во-первых, простотой, это нетрудно сделать обыкновенной линейкой. Во-вторых, важностью знания о нем. К примеру, время реакции является одним из важных критериев отбора водителей, операторов, летчиков, космонавтов и людей других профессий. Любого человека и дома, и на работе, и на улице в любую минуту могут встретить опасности, тогда его здоровье будет напрямую зависеть от его быстроты реакции.

Думаю, что после такой информации у многих подростков стоящих на пути выбора профессии (как и у меня) возникают вопросы: «Чему равно время реакции у меня? От чего оно зависит? Можно ли натренировать себя, чтобы улучшить неудовлетворительный результат? Смогу ли я быть водителем, летчиком или оператором на атомной электростанции?

Целью моей работы является проведение исследований и диагностика времени реакции у подростков и взрослых.

Перед собой я поставил следующие задачи:

— изучить литературу о времени реакции человека;

— изготовить физический прибор для измерения времени реакции человека;

— провести эксперименты и проанализировать их результаты;

— предложить способы улучшения неудовлетворительных результатов.

Для создания физического прибора по исследованию быстроты реакции я воспользовался теоретическим материалом учебника физики 9 класса. А также интересные сведения о быстроте реакции человека почерпнуты мной из Интернета.

1. О времени реакции человека. Физика свободного падения тел

1. 1 Что такое быстрота реакции человека

Быстрота реакции является одним из основных качеств живого организма. Очень важно быстро реагировать на внешние раздражающие воздействия, потому что среди них могут быть опасные или даже смертельные.

Время реакции является одним из главнейших качеств, определяющих результат соревнования, конкурса. Если на ринге или в зале от этого зависит ваша победа, то на улице на карту зачастую ставятся жизнь и здоровье. Очень важно правильно и быстро реагировать на действия противника, потому что среди них нередко бывают действия, калечащие живой организм или связанные с угрозой для жизни.

Время реакции человека определяется работой нервной системы. Информация проносится через мозг и тело по нервам, словно крохотные электрические искорки по проводам. В мозг сигналы поступают от глаз, ушей и других органов чувств. А мозг решает, как поступить. Затем посылает двигательные сигналы мышцам.

Пусть речь идет о реакции человека на летящий в него кирпич, глаз передает сигнал о быстром движении не только в отделы головного мозга, где они обрабатываются (и мы понимаем: “летит кирпич”), но и по специальным нервным путям — к мышцам, что обеспечивает быструю реакцию избегания, например, отпрыгивания.

Следовательно, время реакции – это протяженность от начала сигнала до реакции организма человека на этот сигнал. У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет: 0,1-0,3 секунды.

Когда человек реагирует на очень сильное раздражение, опасное для жизни, например, когда отдергивает руку от горячей печки, осуществляется простой рефлекс, в котором головной мозг не участвует. От рецептора сигнал по нервному волокну идет в спинной мозг и затем сразу к мышце, проходя всего по трем нервным клеткам — чувствительному нейрону, вставочному нейрону в спинном мозге и двигательному нейрону. Скорость нервного импульса по отросткам нервных клеток здесь — несколько десятков метров в секунду.

Нужно отметить, что мы сначала отдергиваем руку, а затем чувствуем боль. Это связано с тем, что от болевых рецепторов в мозг сигнал идет по нервным волокнам другого типа с меньшей скоростью 0,5-2 м/с.

1. 2. Можно ли улучшить время реакции?

От начала действия раздражителя до момента реакции всегда проходит определенное время, после чего включаются мышечные механизмы ответного действия, быстрота которых уже зависит от скорости движений тела.

Двигательные реакции должны осуществляться на уровне условных рефлексов, а для этого необходима серьезная тренировка.

Известно, что подсознательная реакция, связанная с правым полушарием головного мозга, намного быстрее сознательной, связанной с левым полушарием. Логично предположить, что именно в подсознании должны быть заложены ответные действия на определенный раздражитель. А это достигается путем многократного повторения движений на тренировках. Всего нужно набрать около 5-10 тыс. повторений, причем за раз не имеет смысла делать более 300 повторений. 300 цифра достаточно большая, в основном получается не более 200 движений за тренировку, тогда выходит, что для подсознательного усвоения двигательного шаблона требуется в идеале около двух месяцев.

Например, профессор Джоселин Фауберт (Jocelyn Faubert ) и докторант Дэвид Тинжаст (David Tinjust) решили научить спортсменов — футболистов, хоккеистов и теннисистов концентрировать своё внимание сразу на нескольких объектах. В результате выяснилось, что спортсмены способны одновременно «поглощать» больше информации и, соответственно, использовать её продуктивнее – прогресс составляет в среднем 53%.

Если речь идет о реакции при игре в теннис, то постепенное улучшение реакции связано с формированием стереотипных рефлексов, позволяющих реагировать без участия коры больших полушарий (без размышления), и, главное, такие реакции осуществляются без обратной связи, то есть не происходит постоянной корректировки движения. А когда мы только учимся делать новое движение, идет сложное взаимодействие: мышце подается сигнал о действии, от нее обратно поступает сигнал о результате действия, и идет корректировка, т. е. мышца движется под постоянным контролем, на что требуется много времени. Во всех этих процессах участвуют разные области мозжечка и некоторые другие структуры головного мозга.

Читайте также:  Плотность порошка единицы измерения

Нужно научиться реагировать на раздражители, предшествующие опасному действию. Например, следует реагировать не на сам удар, а на подготовку к нему — ведь прежде чем ударить, противник обязательно посмотрит на цель, сменит позу, напряжет мышцы, вдохнет. Времени более чем достаточно. Нужно только выработать условный рефлекс, заложить в подсознание новый раздражитель и ответную реакцию на него.

1. 3. Свободное падение тел

Свободным падением называется движение тела под действием силы тяжести. Поскольку сила тяжести, действующая на каждое тело вблизи поверхности земли, постоянна, то свободно падающее тело должно двигаться с постоянным ускорением, т. е. равноускоренно (это вытекает из второго закона Ньютона).

Особенностью свободного падения является то, что все тела в данном месте земли падают с одинаковым ускорением. Это ускорение называется ускорением свободного падения. Её принято обозначать буквой g (первой буквой латинского слова gravitas (гравитас), что означает «тяжесть».

Существуют разные способы, позволяющие определить величину g с большой точностью (например, до 0,00001 м/с2). Но при решении задач школьного курса физики, где не требуется высокой точности результата, обычно используют значение 9,8 м/с2 или даже 10 м/с2.

Так как в нашем примере движение свободно падающего тела представляет собой равноускоренное движение без начальной скорости, то перемещения рассчитываются по формуле: s = g t2 / 2 или h = g t2 / 2 (т. е s = h).

2. Исследование времени реакции человека.

2. 1. Создание измерительного прибора

Идея изготовления измерительного прибора проста: если позволить вертикально расположенной линейке падать свободно (например, разжав державшие ее за верхний конец пальцы), то она будет двигаться вниз равноускоренно с ускорением g (ускорение свободного падения).

Если сразу же линейку поймать, то по участку h между пальцами – отметками, где мы ее держали и где поймали, — можно судить о том, сколько времени t она падала. Это время и будет равно времени реакции человека.

Из формулы пути пройденного телом при свободном падении выразим время падения: h = g t2 / 2, t2 = 2h / g, (1)

По справочнику находим значение ускорения свободного падения с точностью до сотой: g = 9,81 м/с2 или g = 981 см/с2. Это значение подставим формулу (1) и получим выражение: (2)

Применяя математические правила округления десятичных дробей, округлим числовой коэффициент до стотысячных.

В формулу (3) вместо h будем подставлять значения 1см, 2см, 3 см, , 50 см. Результаты расчетов времени округляем до трех значащих цифр и вносим их в таблицу.

В соответствии с табличными данными градуируем линейку, нанося время рядом с сантиметровыми делениями. Получаем прибор для измерения времени реакции человека. Точность измерений будет составлять до одной тысячной доли.

Этим прибором можно воспользоваться для определения биологического возраста. Так в журнале «СамаЯ» приводится тест из четырех небольших испытаний по определению примерного биологического возраста. .

2. 2. Результаты исследований

Рекомендуется измерения проводить вдвоем: один незаметно отпускает линейку, другой (испытатель) ее ловит.

Результаты измерений вносим в таблицу. У испытуемых (учащихся 9-11 классов) вносились в таблицу сведения о посещении спортивных секций, а также их интерес к будущей профессии.

У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет: 0,1- 0,3 секунды. Измерения показали, что у всех обследованных подростков результат времени реакции — удовлетворительный.

Чтобы выявить зависимость результатов времени реакции от утомляемости человека, эксперименты были проведены после первого урока (это время считается, что организм ученика уже проснулся и потому любые мониторинги в школе проводят вторым уроком), а затем в конце учебного дня (после шестого урока).

Исследования показали, что у большинства учащихся время реакции повысилось, т. е. проявляется заторможенность действий. Приложение 10.

Полностью подтверждается мнение о том, что у подростков, занимающихся спортом, посещающих спортивные секции по волейболу, баскетболу, время реакции лучше, чем у ребят, не интересующихся спортивными играми.

Были проведены измерения с людьми разных профессий (педагогами и другими работниками школы), чтобы убедиться в том, что профессиональные навыки влияют на время реакции человека. Им были заданы два вопроса: «Занимаетесь ли регулярно спортом? Водите ли Вы автомобиль?»

Результат исследований таков: у мужчин и женщин, занимающихся спортом и имеющих постоянный опыт вождения машины, результат времени реакции лучше. У людей, не занимающихся спортом и не имеющих навыки вождения, — время реакции хуже.

Из 34 обследованных подростков 7 человек планируют выбрать профессии, связанные с риском. . Им даны рекомендации для улучшения быстроты реакции.

2. 3. Рекомендации для улучшения быстроты реакции

Еще раз повторюсь, что двигательные реакции должны осуществляться на уровне условных рефлексов, а для этого необходима серьезная тренировка. Поэтому самый главный совет, вытекающий и анализа исследований: жить – со спортом дружить.

Очень эффективны по развитию быстроты реакции спортивные эстафеты, где сигнал в мозг поступает через осязание. То есть, надо как можно быстрее приступить к действию после того, как только предыдущий игрок коснется тебя.

Участникам эксперимента были предложены две игры, развивающие быстроту реакций на раздражитель.

Игра №1: «Летают — не летают». В этой игре сигнал в мозг поступает через орган слуха – уши.

Читайте также:  Приборы для измерения высоты волн

Ведущий игрокам говорит и при этом машет руками: «гуси летают». Игроки, услышав название птицы, кричат «да» и машут руками. Ведущий вновь машет руками и кричит: «лягушки летают». Игроки должны отвечать «нет» и не махать руками. Кто ошибся, у него забирается фант. Ведущий несколько раз подряд может называть птиц, либо, наоборот, других нелетающих зверей.

Игра №2: «Хлопушки», сигнал в мозг поступают через органы зрения – глаза. Первый партнер становится и располагает открытую ладонь так, чтобы второму было удобно по ней бить. Например, становится боком ко второму, открытую ладонь держит перед собой. Второй партнер бьет по ладони первого в произвольные моменты времени. Задача первого — убрать ладонь, задача второго — попасть. Можно вести счет. Затем партнеры меняются.

Принцип, заложенный в этой игре, можно перенести на другие технические действия, например, на подсечки и уходы от ударов ног по нижнему уровню.

Познакомившись с информацией из Интернета и из книжных источников, я глубже осознал вопрос о том, что скорость реакции человека определяется работой нервной системы.

Информация проносится через мозг и тело по нервам, словно крохотные электрические искорки по проводам. В мозг сигналы поступают от глаз, ушей и других органов чувств. А мозг решает, как поступить. Затем посылает двигательные сигналы мышцам. У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет 0,1- 0,3 секунды.

Применив физическую теорию о свободном падении тел, создал простейший прибор для измерения времени реакции человека из обычной ученической линейки. (Примечание: использовал линейку длиной 50 см).

Анализ проведенных измерений привел к следующим выводам:

✓ время реакции подростка зависит от его тренированности (т. е. часто ли занимается спортивными упражнениями);

✓ время реакции зависит от утомляемости (т. е. к вечеру появляется заторможенность действий);

✓ люди, работающие на транспорте и занимающиеся спортом, имеют хороший результат быстроты реакции на раздражитель.

В моей работе подобраны советы и игры, направленные на улучшение времени реакции человека, которыми могут воспользоваться подростки, имеющие склонность к профессии, где время реакции является одним из важных критериев отбора, а также организаторы досуга детей.

Практическую ценность своей работы вижу в том, что каждый подросток, узнав свое время реакции, осознает необходимость улучшения результата, будет работать над собой и, возможно, это повлияет на выбор профессии.

И дома, и в школе, и на улице — в любую минуту подросток сможет уберечь себя от опасного для жизни воздействия.

В дальнейшем планирую исследовать зависимость времени реакции на раздражитель от темперамента человека.

Источник

Измерение времени реакции человека при помощи линейки

В данной работе приведены результаты исследования времени реакции учеников 10 классов в течение учебного дня. По результатам исследований даны рекомендации для составления расписания уроков с учетом шкалы трудности.

Скачать:

Вложение Размер
Измерение времени реакции учеников старшей школы в течение учебного дня. Рекомендации по составлению расписания уроков 2.18 МБ
Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Муниципальное бюджетное учреждение «Рабочеостровская средняя общеобразовательная школа» Кемского района Республики Карелия «Измерение времени реакции человека при помощи линейки» Исследовательская работа по физике Выполнил: Каряпин Александр. Ученик 10 «Б» класа Руководитель проекта: Бухалова Марина Николаевна Рабочеостровск, 2013

Актуальность работы: С увеличением темпа жизни проблема снижения времени реакции на раздражитель с каждым годом становится всё актуальнее, по этому многие исследователи обращаются к данной теме. Проводимые нами исследования будут полезны ученикам, водителям транспортных средств, а так же людям тех профессий, где необходима быстрая реакция.

Определение проблемы Как с помощью обыкновенной ученической линейки (!) измерить время реакции человека? Знаете ли вы, что такое время реакции человека? Знаете ли вы, что реакция зависит от возраста, тренированности и самочувствия человека… Время реакции является одним из важных критериев отбора водителей, операторов, летчиков, космонавтов.

Цель исследования Измерить время реакции человека в различное время суток, используя законы свободного падения тел и обычную ученическую линейку.

Задачи исследования: найти учебный материал в дополнительной литературе, в Интернет-ресурсах и СМИ; изучить законы свободного падения тел; исследовать с помощью линейки время реакции учеников нашего класса в течение учебного дня; проанализировать результаты эксперимента; сделать выводы.

Методы исследования работа с дополнительной литературой; работа с Интернет-ресурсами; эксперимент; расчет результатов, полученных в эксперименте с помощью программируемого калькулятора.

Научные методы исследования Метод анализа и синтеза. Эмпирические методы. Математические методы. Методы визуализации результатов (таблицы и гистограммы)

Что понимают под временем реакции? Время реакции человека — это время, за которое человек реагирует на какой-то сигнал, раздражение «Время реакции (в психологии) – это протяженность от начала сигнала до реакции организма человека на этот сигнал».

Идея создания требуемого прибора: Если позволить вертикально расположенной линейке падать свободно (например, разжав державшие за её конец пальцы), то она будет свободно падать с ускорением g = 9,8 м/с 2 = 981 см/с 2

Физические основы метода исследования Если сразу после начала падения линейку поймать, то по её участку «между пальцами» — отметкой, где мы её держали вначале, и, у которой её поймали, можно судить о том, сколько времени она падала. Это и будет время реакции человека. Остается связать путь h и время t . Как это сделать?

Законы свободного падения: Запишем формулу пути при свободном падении Выразим время: H = g · t 2 /2 H — высота падения, t — время реакции, g = 981 см/с 2 ,

Окончательная формула для расчета: Вспоминаем правило округления десятичных дробей. С учетом их время t = 0,04515 с.

Программа для расчета данных: Следующий этап моей работы — подготовка микрокалькулятора и составление последовательности выполнения операций на нем. Получаем такую -программу: число 0,04515 закладываем в память микрокалькулятора, набираем на индикаторе h (в см), извлекаем корень из h , умножаем на 0,04515 (из памяти), получаем ответ. рассчитываем время t 1 (при h 1 = 1 см), t 2 (при h 2 = 2 см). Округляем каждый ответ до трех значащих цифр и вносим его в таблицу

Таблица результатов Расстояние, см Время, с 0 0 1 0.045 2 0.063 3 0.078 4 0.090 5 0.101

Таблица результатов Расстояние, см Время, с 6 0.111 7 0.119 8 0.128 9 0.135 10 0.143 11 0.150

Таблица результатов: Расстояние, см Время, с 12 0.156 13 0.163 14 0.169 15 0.175 16 0.181 17 0.185

Таблица результатов: Расстояние, см Время, с 18 0.192 19 0.197 20 0.202

фамилия 1 урок 2 урок 3 урок 4 урок Албул 0.136 0.169 0.202 0.143 Маркитантов 0.156 0.119 0.197 0.135 Кунту 0.181 0.128 0.045 0.163 Верещагина 0.128 0.119 0.08 0.169 Куприянова 0.143 0.111 0.169 0.192 Каряпин 0.181 0.143 0.06 0.135 Ипатова 0.156 0.181 0.163 0.156 Стаина 0.08 0.150 0.181 0.192 Емельянова 0.156 0.186 0.163 0.119 Егоров 0.150 0.143 0.163 0.128 Боярченко 0.101 0.163 0.08 0.186 Опытные данные

урок 1 урок 2 урок 3 урок 4 урок Среднее значение 0.142300796 0.117060963 0.136554372 0.083342305 Опытные данные

Результаты исследования Самое большое значение времени реакции, а значит и замедленная реакция учеников нашего класса, приходится на первый урок в расписании. Значительно улучшается реакция на внешнее воздействие и восприятие процесса обучения на втором и четвертом уроках. На третьем по расписанию уроке реакция вновь снижается, ухудшается усвоение учебного материала

Предмет Коэффициент трудности Физика 12 Геометрия, химия 11 Алгебра 10 Русский 9 Литература, иностранный язык 8 Биология 7 Информатика, экономика 6 История, обществознание, МХК 5 Астрономия 4 География, экология 3 ОБЖ, краеведение 2 Физкультура 1 Шкала трудности предметов

Рекомендации При составлении расписания уроков необходимо учитывать время реакции ученика на внешнее воздействие. Предметы, имеющие высокий коэффициент сложности, должны стоять в расписании вторым или четвертым уроком.

Полезно знать Возраст оказывает существенное влияние на время реакции Привычка к курению увеличивает время реакции на событие Время реакции у женщин не значительно лучше, чем у мужчин Время реакции при наличии внешних раздражителей значительно увеличивается

Источник

Оценка выносливости и быстроты реакции: тесты

Выносливость и быстрота реакции являются важнейшими показателями физической подготовки не только профессионалов, но и любителей спорта. На сегодняшний день есть несколько простых тестов на определение того, насколько у человека развиты эти важнейшие качества. Положительным аспектом выбранных нами систем тестирования является тот факт, что для них вам понадобится только секундомер,линейка и один помощник.

Тест на выносливость

Выносливостью принято считать способность человека бороться с физической утомляемостью в процессе деятельности мышц, без понижения её эффективности. Уровень выносливости оценивается в соответствии со временем, которое нужно спортсмену для выполнения мышечной деятельности определенной интенсивности и характера.

Существует огромное множество тестов на выносливость в различных видах спорта, но большинство из них требует задействования специального измерительного оборудования, что больше подходит для профессиональных спортсменов. Мы отобрали наиболее простой тест на уровень общей выносливости, который легко выполнить в условиях обычного стадиона, или даже без него.

Тест на общую выносливость

Для того, чтобы определить уровень общей выносливости спортсмена, обычно задействуют циклические виды активности, в данном случае таковым выступает бег.

Мы используем тест Купера, при котором испытуемый должен пробежать как можно больший отрезок расстояния за время в 12 минут. Полученный результат сверяем с нижеприведенной таблицей, и получаем ваш уровень выносливости.

Очень важно выполнить разминку в течении 10-15 мин. непосредственно перед тестом — это улучшит результативность. Теперь вы знаете, по каким тестам оценивается общая выносливость. Перейдём к оценке скорости реакции спортсмена.

Тест на скорость реакции

Скоростью реакции называют время, которое требуется человеческому мозгу для отправки сигнала к выполнению определенного действия. Большая часть тестов на реакцию связана с подключением датчиков к спортсмену, а измерение реакции производится при помощи специальной программы на компьютере. Но есть один простейший способ измерить скорость реакции человека.

Тест на скорость реакции при помощи линейки

При проведении данного теста вам понадобится линейка длиной в 40 см, стул а также помощник. Сядьте на стул лицом к спинке, положив на неё вытянутую руку.Помощник при этом должен держать линейку, «на весу» таким образом, чтобы отметка в 0 см расположилась между вашим указательным и большим пальцами. По готовности, помощник отпускает линейку в состояние свободного падения, и задача испытуемого зажать её в кулак как можно быстрее. Оценка того, насколько быстро человек отреагировал, производится на основе расстояния, преодоленного линейкой. Чем оно больше — тем скорость реакции ниже, и наоборот.

То, насколько ваш показатель укладывается в возрастную норму, можно сверить с помощью нижеприведенной таблицы.

Вы узнали, как пройти два наиболее простых теста на скорость реакции и выносливости. Теперь можно опробовать их на практике, чтобы узнать, на каком уровне находятся два важнейших для спортсмена показателя, и стоит ли развивать их в дальнейшем.

Не пропусти интересные новости и события в телеграм-канале: https://tlgg.ru/fitbarnews

Источник