Меню

Единицы измерений спортивная метрология



«Спортивная метрология»

Предмет, задачи и содержание «Спортивной метрологии», её место среди других учебных дисциплин.

Спортивная метрологияэто наука об измерениях в физическом воспитании и спорте. Ее нужно рассматривать как конкретное приложение к о б щ е й м е т р о л о г и и , основной задачей которой, как известно, является обеспечение точности и единства измерений.

Таким образом, предметом спортивной метрологии является комплексный контроль в физическом воспитании и спорте и использование его результатов в планировании подготовки спортсменов и физкультурников. Слово «метрология» в переводе с древнегреческого означает «наука об измерениях» (метрон — мера, логос — слово, наука).

Основной задачей общей метрологии является обеспечение единства и точности измерений. Спортивная метрология как научная дисциплина представляет собой часть общей метрологии. К ее основным задачам относятся:

1. Разработка новых средств и методов измерений.

2. Регистрация изменений в состоянии занимающихся под влиянием различных физических нагрузок.

3. Сбор массовых данных, формирование систем оценок и норм.

4. Обработка полученных результатов измерений с целью организации эффективного контроля и управления учебно-тренировочным процессом.

Однако как учебная дисциплина спортивная метрология выходит за рамки общей метрологии. Так, в физическом воспитании и спорте помимо обеспечения измерения физических величин, таких как длина, масса и т.д., подлежат измерению педагогические, психологические, биологические и социальные показатели, которые по своему содержанию нельзя назвать физическими. Методикой их измерений общая метрология не занимается и, поэтому, были разработаны специальные измерения, результаты которых всесторонне характеризуют подготовленность физкультурников и спортсменов.

Использование методов математической статистики в спортивной метрологии дало возможность получить более точное представление об измеряемых объектах, сравнить их и оценить результаты измерений.

В практике физического воспитания и спорта проводят измерения в процессе систематического контроля (фр. проверка чего-либо), в ходе которого регистрируются различные показатели соревновательной и тренировочной деятельности, а также состояние спортсменов. Такой контроль называют комплексным.

Это дает возможность установить причинно-следственные связи между нагрузками и результатами в соревнованиях. А после сопоставления и анализа разработать программу и план подготовки спортсменов.

Таким образом, предметом спортивной метрологии является комплексный контроль в физическом воспитании и спорте и использование его результатов в планировании подготовки спортсменов и физкультурников.

Систематический контроль за спортсменами позволяет определить меру их стабильности и учитывать возможные погрешности измерений.

2.Шкалы и единицы измерений. Система си.

Шкала наименований

Собственно измерений, отвечающих определению этого действия, в шкале наименований не производится. Здесь речь идет о группировке объектов, идентичных по определенному признаку,и о присвоении им обозначений. Не случайно, что другое название этой шкалы—номинальное (от латинского слова nome — имя).

Обозначениями, присваиваемыми объектам, являются числа. Например, легкоатлеты-прыгуны в длину в этой шкале могут обозначаться номером 1, прыгуны в высоту — 2, прыгуны тройным — 3,прыгуны с шестом — 4.

При номинальных измерениях вводимая символика означает,что объект 1 только отличается от объектов 2, 3 или 4. Однако насколько отличается и в чем именно, по этой шкале измерить нельзя.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник

Параметры, измеряемые в физической культуре и спорте.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «Марийский государственный университет»

Факультет физической культуры

М.М.Полевщиков

Цикл лекций по курсу

« СПОРТИВНАЯ МЕТРОЛОГИЯ»

ЛЕКЦИЯ 1: Содержание метрологии.

Полевщиков М.М.

Спортивная метрология. Лекция 1: Содержание метрологии. / Марийский государственный университет. – Йошкар-Ола: МарГУ, 2008г. –27с.

Цикл лекций предназначен для студентов очного и заочного отделений факультетов физической культуры педагогических университетов и институтов. В сборниках содержится теоретический материал по основам метрологии, стандартизации, раскрывается содержание управления и контроля в процессе физического воспитания и спорте.

Предлагаемое пособие будет полезно не только студентам при изучении учебной дисциплины «Спортивная метрология», но и аспирантам, преподавателям вузов, занимающихся научно-исследовательской работой.

униврситет институт, 2007.

СОДЕРЖАНИЕ МЕТРОЛОГИИ

Предмет и задачи курса «Спортивная метрология»

Измеряемые величины

Системы единиц физических величин

Параметры, измеряемые в физической культуре

И спорте

Предмет и задачи курса «Спортивная метрология».

В повседневной практике человечества и каждого индивида измерение — вполне обычная процедура. Измерение наряду с вычислением непосредственно связано с материальной жизнью общества, так как оно получило развитие в процессе практического освоения мира человеком. Измерение, так же, как счет и вычисление, стали неотъемлемой частью общественного производства и распределения, а также объективной отправной точкой для появления математических дисциплин, и в первую очередь геометрии, а отсюда и необходимой предпосылкой развития науки и техники.

В самом начале, в момент своего возникновения, измерения, сколь бы различными они не были, носили, естественно, элементарный характер. Так, исчисление множества предметов определенного вида основывалось на сравнении с числом пальцев. Измерение длины тех или иных предметов строилось на сравнении с длиной пальца руки, стопы или просто шага. Этот доступный способ являлся изначально в буквальном смысле «экспериментальной вычислительной и измерительной техникой». Он уходит своими корнями в далекую эпоху «детства» человечества. Прошли целые столетия, прежде чем развитие математики и других наук, появление измерительной техники, вызванное потребностями производства и торговли, коммуникациями между людьми и народами и т.д., привели к появлению хорошо разработанных и дифференцирован­ных методов и технических средств в самых различных областях знания.

Сейчас трудно себе представить какую-либо деятельность человека, в которой не использовались бы измерения. Измерения ведутся в науке, промышленности, сельском хозяйстве, медицине, в торговле, в военном деле, при охране труда и окружающей среды, в быту, спорте и т.д. Благодаря измерениям возможно управление технологическими процессами промышленными предприятиями, подготовкой спортсменов и народным хозяйством в целом. Резко возросли и продолжают расти требования к точности измерений, быстроте получения измерительной информации, измерению комплекса физических величин. Увеличивается число сложных измерительных систем и измерительно-вычислительных комплексов.

Измерения на определенном этапе своего развития привели к возникновению метрологии, которая в настоящее время определяется как «наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности». Это определение свидетельствует о практической направленности метрологии, которая изучает измерения физических величин и образующие эти измерения элементы и разрабатывает необходимые правила и нормы. Слово «метрология» составлено из двух древнегреческих:

«метро» — мера и «логос «- учение или наука.

Современная метрология включает три составляющие:

законодательную метрологию, фундаментальную (научную) и практическую (прикладную) метрологию.

Спортивная метрология — это наука об измерениях в физическом воспитании и спорте. Ее следует рассматривать как конкретное приложение к общей метрологии, как одну из составляющих практической (прикладной) метрологии. Однако, как учебная дисциплина спортивная метрология выходит за рамки общей метрологии по следующим обстоятельствам. В физическом воспитании и спорте некоторые из физических величин (время, масса, длина, сила), на проблемах единства и точности которых сосредотачивают основное внимание специалисты-метрологи, также подлежат измерению. Но более всего специалистов нашей отрасли интересуют педагогические, психологические, социальные, биологические показатели, которые по своему содержанию нельзя назвать физическими. Методикой их измерений общая метрология практически не занимается, и поэтому возникла необходимость разработки специальных измерений, результаты которых всесторонне характеризуют подготовленность физкультурников и спортсменов. Особенностью спортивной метрологии является то, что в ней термин «измерение» трактуется в самом широком смысле, так как в спортивной практике недостаточно измерять только физические величины. В физической культуре и спорте кроме измерений длины, высоты, времени, массы и других физических величин приходится оценивать техническое мастерство, выразительность и артистичность движений и тому подобные нефизические величины

Предметом спортивной метрологии является комплексный контроль в физическом воспитании и спорте и использование его результатов в планировании подготовки спортсменов и физкультурников.

Вместе с развитием фундаментальной и практической метрологии происходило становление законодательной метрологии.

Законодательная метрология — это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений.

Законодательная метрология служит средством государственного регулирования метрологической деятельности посредством законов и законодательных положений, которые вводятся в практику через Государственную метрологическую службу и метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц. К области законодательной метрологии относятся испытания и утверждение типа средств измерений и их поверка и калибровка, сертификация средств измерений, государственный метрологический контроль и надзор за средствами измерений.

Метрологические правила и нормы законодательной метрологии гармонизированы с рекомендациями и документами соответствующих международных организаций. Тем самым законодательная метрология способствует развитию международных экономических и торговых связей и содействует взаимопониманию в международном метрологическом сотрудничестве.

Измеряемые величины.

Предметом познания, как известно, являются объекты, свойства, и явления окружающего мира. Таким объектом, например, является окружающее нас пространство, а его свойством — протяженность. Она может характеризоваться различными способами.

Общепринятой характеристикой (мерой) пространственной протяженности служит длина. Однако протяженность реального физического пространства является сложным свойством, которое не может характеризоваться только длиной. Для полного описания пространства рассматривается его протяженность по нескольким направлениям (координатам) или используются еще такие меры, как угол, площадь, объем. Таким образом, пространство является многомерным.

Любые события и явления в реальном мире происходят не мгновенно, а имеют некоторую длительность. Это свойство окружающего нас мира качественно отличается от пространственной протяженности. Его также можно характеризовать по-разному, но общепринятой мерой здесь является время.

Читайте также:  Средства измерений автоматических систем

Свойство тел сохранять в отсутствии внешних воздействий состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью. Мерой инертности является масса.

Свойство тел, состоящее в том, что они нагреты до некоторого состояния, качественно отличается от предыдущего. Оно могло бы характеризоваться средней скоростью теплового движения молекул, но распространение получила мера нагретости тел, называемая термодинамической температурой.

Общепринятые или установленные законодательным путем характеристики (меры) различных свойств, общих в качественном отношении для многих физических объектов (физических систем, их состояний и происходящих в них процессов), но в количественном отношении индивидуальных для каждого из них называются физическими величинами.

Кроме длины , времени, температуры, массы к физическим величинам относятся плоский и телесный угол, сила, давление, скорость, ускорение, электрическое напряжение, сила электрического тока, индуктивность, освещенность и многие другие. Все они определяют некоторые общие в качественном отношении физические свойства, количественные характеристики которых могут быть совершенно различными. Получение сведений об этих количественных характеристиках как раз и является задачей измерений.

Переход к количественным методам исследований на основе измерительной информации в биологии, психологии, спорте, искусстве, медицине, педагогике, социологии и т.д. стал отличительной чертой нашего времени. Привычным стало измерение знаний учащихся, мастерства спортсменов и исполнителей художественных произведений, вдохновения, красоты, таланта и других свойств, общих в качественном, но индивидуальных в количественном отношении.

Между измеряемыми величинами существуют связи и зависимости, выражаемые математическими отношениями и формулами. Эти формулы и соотношения могут отражать законы природы, как, например, закон Ома:

Или второй закон Ньютона: F=m × a

В подобных зависимостях одни величины выступают как основные, а другие — как производные от них. Основные величины не зависимы друг от друга, но они могут служить основой для установления связей с другими физическими величинами, которые называют производными от них.

Основными принято называть единицы, величины которых определяют по специальным образцам – эталонам. Выбрав несколько основных единиц, вводят связанные с ними «производные» единицы измерения. Производные единицы измерения могут быть получены из основных путем несложных арифметических преобразований или формул. Так, единица измерения длины (метр — м) и единица измерения времени (секунда – с) – основные единицы, а единица измерения скорости (метр за секунду – м/с) – производная единица измерения.

Словом «величина» часто пытаются выразить размер данной конкретной физической величины. Говорят: величина давления, величина скорости, величина напряжения. Это неправильно, так как давление, скорость, напряжение в правильном понимании этих слов являются величинами, и говорить о величине величины нельзя.

В приведенных выше случаях применение слова «величина» является лишним. Действительно, зачем говорить о большой или малой «величине» давления, когда можно сказать большое или малое давление и т.п.

Единица физической величины — физическая величина, которой по определению придано значение, равное единице. Можно сказать также, что единица физической величины — такое ее значение, которое принимают за основание для сравнения с ним физических величин того же рода при их количественной оценке.

Количественная оценка конкретной физической величины, выраженная в виде некоторого числа единиц данной величины, называется значением физической величины. Отвлеченное число, входящее в «значение» величины, называется числовым значением.

Первоначально единицы физических величин выбирались произвольно, без какой-либо связи друг с другом, что создавало большие трудности. Значительное число произвольных единиц одной и той же величины затрудняло сравнение результатов измерений , произведенных различными наблюдателями.

В каждой стране, а иногда даже в каждом городе создавались свои единицы. Перевод одних единиц в другие был очень сложен и приводил к существенному снижению точности результатов измерений.

Основой системы мер в древнерусской практике послужили древнеегипетские единицы измерений, а они, в свою очередь были заимствованы в древней Греции и Риме. Естественно, что каждая система мер отличалась своими особенностями, связанными не только с эпохой , но и с национальным менталитетом.

Наименования единиц и их размеры соответствовали возможности осуществления измерений «подручными» способами, не прибегая к специальным устройствам. Так, на Руси основными единицами длины были пядь и локоть, причем пядь служила основной древнерусской мерой длины и означала расстояние между концами большого и указательного пальца взрослого человека. Позднее , когда появилась другая единица — аршин — пядь (1/4 аршина) постепенно вышла из употребления.

Мера «локоть» пришла к нам из Вавилона и означала расстояние от сгиба локтя до конца среднего пальца руки (иногда — сжатого кулака или большого пальца).

С 18 в. в России стали применяться дюйм, заимствованный из Англии (назывался он «палец»), а также английский фут. Особой русской мерой была сажень, равная трем локтям (около 152 см) и косая сажень (около 248 см).

Пожалуй, каждый мальчишка знает размеры футбольных ворот – ширина 7,32 и длина 2,44 метра. Странные цифры? Почему 7,32, а не ровно 7 или 7,5 метра? А потому, что у родоначальников футбола – англичан, 7,32 метра это ровно 24 фута, а 2,44 метра – ровно 8 футов. Фут, по-английски, значит нога, ступня. Он равен 0,305 метр.

Рис. 1. Наглядные значения «древних» единиц «фута» и «косой сажени».

Указом Петра 1 русские меры длины были согласованы с английскими, и это по существу стало первой ступенью гармонизации российской метрологии с европейской.

По мере развития техники, а также международных связей трудности использования результатов измерений возрастали и тормозили дальнейший научно-технический прогресс. Положение осложнялось еще и тем, что соотношения между дельными и кратными единицами были необычайно разнообразны. В качестве примера приведем некоторые единицы, применявшиеся в России до Октябрьской революции, и соотношения между ними и метрическими мерами:

1 аршин=16 вершкам=28 дюймам=0,71120 м ;

1 сажень=3 аршинам=7 футам=2,1336 мм;

1 фут=12 дюймам=304,8 мм;

1 пуд=40 фунтам=16,38 кг;

1 фунт=96 золотникам=409,5 г;

1 золотник=96 долям=4,266 г.

Во второй половине ХУШ в. в Европе насчитывалось до сотни футов различной длины, около полусотни различных миль, свыше 120 различных фунтов.

Параметры, измеряемые в физической культуре и спорте.

Наличие различных приборов и технических устройств, применяемых в исследованиях специалистов педагогических, биомедицинских и психологических дисциплин спорта позволяет получать информацию более чем о 3000 отдельных параметров.

Все параметры, измеряемые в науке о спорте, подразделяются на четыре уровня:

интегральные, отражающие суммарный (кумулятивный) эффект функционального состояния различных систем организма (например, спортивное мастерство);

комплексные, относящиеся к одной из функциональных систем организма спортсмена (например, физическая подготовленность);

дифференциальные, характеризующие только одно свойство системы (например, силовые качества);

единичные, раскрывающие одну величину (значение) отдельного свойства системы (максимальная сила мышц).

Исследования показывают, что количество измеряемых комплексных параметров в спорте колеблется от 11 до 13 (табл. 1).

Таблица 1. Распределение частотности измеряемых в спорте комплексных параметров ( за единицу приняты параметры состава тела)

№№ Комплексные параметры Частот-

1 Тренировочной нагрузки и восстановления (физиологи-

ческие, физические, психические величины) 4,57

2 Физической подготовленности (качества силы, быстроты,

выносливости, ловкости и гибкости) 4,35

3 Сердечно-сосудистой системы (движение сердца и

крупных сосудов, движение крови в сердце и сосудах,

биопотенциалы сердца) 3,09

4 Размеров тела и конечностей (линейные и дуговые

размеры тела) 2,92

5 Технической подготовленности (статика, кинематика,

динамика, время и ритмика спортивных движений ) 2,60

6 Дыхательной системы (легочные объемы, механика

дыхания, газообмен) 2,48

7 Биофизических и биохимических проб (кровь и

лимфа, моча и кал, мокрота, пот и слюна) 2,43

8 Нервно-мышечной системы (биоэлектрическая и

биомеханическая деятельность мышц) 2,05

9 Тактической подготовки (соревновательная активность

и эффективность действий) 1,91

10 Отделов ЦНС (параметры головного мозга и отделов ЦНС) 1,82

11 Системы анализаторов (зрительный, вестибулярный,

тактильный, слуховой, двигательный) 1,41

12 Внешней формы тела и пропорций (телосложение,

осанка, стопа) 1,12

13 Состава тела (содержание жира, удельный вес и

плотность тела) 1.00

Данные таблицы 1 свидетельствуют о плавно убывающем ряде соотношений частотности использования измеряемых в спорте параметров – различия между соседними цифрами незначительны. Обращает на себя внимание соотношение энергетико-функциональных и анатомо-морфологических параметров. Параметры внешней формы и состава тела, используемые в спорте для диагностики физического состояния и в других целях, употребляются в 4,0-4,5 раза реже, чем параметры тренировочной нагрузки, восстановления и физической подготовленности. Довольно слабо используются при измерениях такие важные компоненты подготовки спортсменов, как параметры тактических действий, сравнительно редко применяются измерения, помогающие изучать параметры влияния внешних условий на тренировочный процесс: атмосферы, воды, почвы, помещений, естественных сил природы.

Основными измеряемыми и контролируемыми параметрами в спортивной медицине, тренировочном процессе и в научных исследованиях по спорту являются:

— физиологические («внутренние»), физические («внешние») и психологические параметры тренировочной нагрузки и восстановления;

— параметры качеств силы, быстроты, выносливости, гибкости и ловкости;

— функциональные параметры сердечно-сосудистой и дыхательной систем;

— биомеханические параметры спортивной техники;

— линейные и дуговые параметры размеров тела.

Для изучения этих параметров и контроля за ними широко используется объемная номенклатура разнообразных способов, приемов и методов измерений следующих физических величин:

— силовых (это причины, вызывающие изменения в скорости и направлении движения тела – силы отталкивания, деформации, удары, броски и т.п., моменты сил и моменты вращения – раскачивания, размахивания, обороты и вращения при выполнении локомоторных и гимнастических упражнений; давление на спортивные снаряды и т.п.);

— величин, относящихся к скорости (расход количества энергии в течение заданного времени; скорость разгона, перемещения, остановки и изменения направления в двигательных действиях; ускорение линейное и угловое при выполнении упражнений);

Читайте также:  Как измерить кривизну проката

— временных (промежутки времени и частота действий в единицу времени – момент времени, длительность действия, темп и ритм движений);

— геометрических (положение спортсмена – координаты расположения тела или его звеньев в заданной системе; размеры – расстояния между двумя заданными точками при измерении результатов в прыжках, метаниях и др., контуров или форм при измерении правильности вычерчивания обязательных фигур в фигурном катании; при измерении осанки и плоскостопия);

— характеризующих физические свойства (плотность, удельный вес тела человека; измерения влажности в спортивной гигиене; вязкость, твердость, пластичность костно-мышечной системы);

— количественных (масса и вес тела и отдельных его звеньев);

— характеризующих химический состав (этих величин слишком много, чтобы их можно было здесь перечислить);

— тепловых (температура тела и его теплопроводная способность, определяемая количеством тепла, выделяемого или поглощаемого телом при определенных условиях);

— радиационных (ядерная радиация – радиоизотопные методы измерения массы отдельных звеньев тела человека и скеннирование; определение костного возраста юных спортсменов; фотометрические измерения скелета и т.п.);

— электрических (биопотенциалы различных органов – сердца, мышц, мозга и т.п.).

Одним из перспективных подходов к решению проблемы выявления наиболее информативных параметров и методов обследований спортсменов является метод моделирования различных сторон подготовленности, основная цель которого – определение и научное обоснование конкретных количественных модельных характеристик функциональной, технико-тактической, психологической подготовленности, при достижении которых данный спортсмен с наибольшей степенью вероятности может выиграть данные соревнования или установить рекорд.

Источник

Параметры, измеряемые в физической культуре и спорте.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «Марийский государственный университет»

Факультет физической культуры

М.М.Полевщиков

Цикл лекций по курсу

« СПОРТИВНАЯ МЕТРОЛОГИЯ»

ЛЕКЦИЯ 1: Содержание метрологии.

Полевщиков М.М.

Спортивная метрология. Лекция 1: Содержание метрологии. / Марийский государственный университет. – Йошкар-Ола: МарГУ, 2008г. –27с.

Цикл лекций предназначен для студентов очного и заочного отделений факультетов физической культуры педагогических университетов и институтов. В сборниках содержится теоретический материал по основам метрологии, стандартизации, раскрывается содержание управления и контроля в процессе физического воспитания и спорте.

Предлагаемое пособие будет полезно не только студентам при изучении учебной дисциплины «Спортивная метрология», но и аспирантам, преподавателям вузов, занимающихся научно-исследовательской работой.

униврситет институт, 2007.

СОДЕРЖАНИЕ МЕТРОЛОГИИ

Предмет и задачи курса «Спортивная метрология»

Измеряемые величины

Системы единиц физических величин

Параметры, измеряемые в физической культуре

И спорте

Предмет и задачи курса «Спортивная метрология».

В повседневной практике человечества и каждого индивида измерение — вполне обычная процедура. Измерение наряду с вычислением непосредственно связано с материальной жизнью общества, так как оно получило развитие в процессе практического освоения мира человеком. Измерение, так же, как счет и вычисление, стали неотъемлемой частью общественного производства и распределения, а также объективной отправной точкой для появления математических дисциплин, и в первую очередь геометрии, а отсюда и необходимой предпосылкой развития науки и техники.

В самом начале, в момент своего возникновения, измерения, сколь бы различными они не были, носили, естественно, элементарный характер. Так, исчисление множества предметов определенного вида основывалось на сравнении с числом пальцев. Измерение длины тех или иных предметов строилось на сравнении с длиной пальца руки, стопы или просто шага. Этот доступный способ являлся изначально в буквальном смысле «экспериментальной вычислительной и измерительной техникой». Он уходит своими корнями в далекую эпоху «детства» человечества. Прошли целые столетия, прежде чем развитие математики и других наук, появление измерительной техники, вызванное потребностями производства и торговли, коммуникациями между людьми и народами и т.д., привели к появлению хорошо разработанных и дифференцирован­ных методов и технических средств в самых различных областях знания.

Сейчас трудно себе представить какую-либо деятельность человека, в которой не использовались бы измерения. Измерения ведутся в науке, промышленности, сельском хозяйстве, медицине, в торговле, в военном деле, при охране труда и окружающей среды, в быту, спорте и т.д. Благодаря измерениям возможно управление технологическими процессами промышленными предприятиями, подготовкой спортсменов и народным хозяйством в целом. Резко возросли и продолжают расти требования к точности измерений, быстроте получения измерительной информации, измерению комплекса физических величин. Увеличивается число сложных измерительных систем и измерительно-вычислительных комплексов.

Измерения на определенном этапе своего развития привели к возникновению метрологии, которая в настоящее время определяется как «наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности». Это определение свидетельствует о практической направленности метрологии, которая изучает измерения физических величин и образующие эти измерения элементы и разрабатывает необходимые правила и нормы. Слово «метрология» составлено из двух древнегреческих:

«метро» — мера и «логос «- учение или наука.

Современная метрология включает три составляющие:

законодательную метрологию, фундаментальную (научную) и практическую (прикладную) метрологию.

Спортивная метрология — это наука об измерениях в физическом воспитании и спорте. Ее следует рассматривать как конкретное приложение к общей метрологии, как одну из составляющих практической (прикладной) метрологии. Однако, как учебная дисциплина спортивная метрология выходит за рамки общей метрологии по следующим обстоятельствам. В физическом воспитании и спорте некоторые из физических величин (время, масса, длина, сила), на проблемах единства и точности которых сосредотачивают основное внимание специалисты-метрологи, также подлежат измерению. Но более всего специалистов нашей отрасли интересуют педагогические, психологические, социальные, биологические показатели, которые по своему содержанию нельзя назвать физическими. Методикой их измерений общая метрология практически не занимается, и поэтому возникла необходимость разработки специальных измерений, результаты которых всесторонне характеризуют подготовленность физкультурников и спортсменов. Особенностью спортивной метрологии является то, что в ней термин «измерение» трактуется в самом широком смысле, так как в спортивной практике недостаточно измерять только физические величины. В физической культуре и спорте кроме измерений длины, высоты, времени, массы и других физических величин приходится оценивать техническое мастерство, выразительность и артистичность движений и тому подобные нефизические величины

Предметом спортивной метрологии является комплексный контроль в физическом воспитании и спорте и использование его результатов в планировании подготовки спортсменов и физкультурников.

Вместе с развитием фундаментальной и практической метрологии происходило становление законодательной метрологии.

Законодательная метрология — это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений.

Законодательная метрология служит средством государственного регулирования метрологической деятельности посредством законов и законодательных положений, которые вводятся в практику через Государственную метрологическую службу и метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц. К области законодательной метрологии относятся испытания и утверждение типа средств измерений и их поверка и калибровка, сертификация средств измерений, государственный метрологический контроль и надзор за средствами измерений.

Метрологические правила и нормы законодательной метрологии гармонизированы с рекомендациями и документами соответствующих международных организаций. Тем самым законодательная метрология способствует развитию международных экономических и торговых связей и содействует взаимопониманию в международном метрологическом сотрудничестве.

Измеряемые величины.

Предметом познания, как известно, являются объекты, свойства, и явления окружающего мира. Таким объектом, например, является окружающее нас пространство, а его свойством — протяженность. Она может характеризоваться различными способами.

Общепринятой характеристикой (мерой) пространственной протяженности служит длина. Однако протяженность реального физического пространства является сложным свойством, которое не может характеризоваться только длиной. Для полного описания пространства рассматривается его протяженность по нескольким направлениям (координатам) или используются еще такие меры, как угол, площадь, объем. Таким образом, пространство является многомерным.

Любые события и явления в реальном мире происходят не мгновенно, а имеют некоторую длительность. Это свойство окружающего нас мира качественно отличается от пространственной протяженности. Его также можно характеризовать по-разному, но общепринятой мерой здесь является время.

Свойство тел сохранять в отсутствии внешних воздействий состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью. Мерой инертности является масса.

Свойство тел, состоящее в том, что они нагреты до некоторого состояния, качественно отличается от предыдущего. Оно могло бы характеризоваться средней скоростью теплового движения молекул, но распространение получила мера нагретости тел, называемая термодинамической температурой.

Общепринятые или установленные законодательным путем характеристики (меры) различных свойств, общих в качественном отношении для многих физических объектов (физических систем, их состояний и происходящих в них процессов), но в количественном отношении индивидуальных для каждого из них называются физическими величинами.

Кроме длины , времени, температуры, массы к физическим величинам относятся плоский и телесный угол, сила, давление, скорость, ускорение, электрическое напряжение, сила электрического тока, индуктивность, освещенность и многие другие. Все они определяют некоторые общие в качественном отношении физические свойства, количественные характеристики которых могут быть совершенно различными. Получение сведений об этих количественных характеристиках как раз и является задачей измерений.

Переход к количественным методам исследований на основе измерительной информации в биологии, психологии, спорте, искусстве, медицине, педагогике, социологии и т.д. стал отличительной чертой нашего времени. Привычным стало измерение знаний учащихся, мастерства спортсменов и исполнителей художественных произведений, вдохновения, красоты, таланта и других свойств, общих в качественном, но индивидуальных в количественном отношении.

Между измеряемыми величинами существуют связи и зависимости, выражаемые математическими отношениями и формулами. Эти формулы и соотношения могут отражать законы природы, как, например, закон Ома:

Или второй закон Ньютона: F=m × a

Читайте также:  Измерение температуры тестеры цифровые

В подобных зависимостях одни величины выступают как основные, а другие — как производные от них. Основные величины не зависимы друг от друга, но они могут служить основой для установления связей с другими физическими величинами, которые называют производными от них.

Основными принято называть единицы, величины которых определяют по специальным образцам – эталонам. Выбрав несколько основных единиц, вводят связанные с ними «производные» единицы измерения. Производные единицы измерения могут быть получены из основных путем несложных арифметических преобразований или формул. Так, единица измерения длины (метр — м) и единица измерения времени (секунда – с) – основные единицы, а единица измерения скорости (метр за секунду – м/с) – производная единица измерения.

Словом «величина» часто пытаются выразить размер данной конкретной физической величины. Говорят: величина давления, величина скорости, величина напряжения. Это неправильно, так как давление, скорость, напряжение в правильном понимании этих слов являются величинами, и говорить о величине величины нельзя.

В приведенных выше случаях применение слова «величина» является лишним. Действительно, зачем говорить о большой или малой «величине» давления, когда можно сказать большое или малое давление и т.п.

Единица физической величины — физическая величина, которой по определению придано значение, равное единице. Можно сказать также, что единица физической величины — такое ее значение, которое принимают за основание для сравнения с ним физических величин того же рода при их количественной оценке.

Количественная оценка конкретной физической величины, выраженная в виде некоторого числа единиц данной величины, называется значением физической величины. Отвлеченное число, входящее в «значение» величины, называется числовым значением.

Первоначально единицы физических величин выбирались произвольно, без какой-либо связи друг с другом, что создавало большие трудности. Значительное число произвольных единиц одной и той же величины затрудняло сравнение результатов измерений , произведенных различными наблюдателями.

В каждой стране, а иногда даже в каждом городе создавались свои единицы. Перевод одних единиц в другие был очень сложен и приводил к существенному снижению точности результатов измерений.

Основой системы мер в древнерусской практике послужили древнеегипетские единицы измерений, а они, в свою очередь были заимствованы в древней Греции и Риме. Естественно, что каждая система мер отличалась своими особенностями, связанными не только с эпохой , но и с национальным менталитетом.

Наименования единиц и их размеры соответствовали возможности осуществления измерений «подручными» способами, не прибегая к специальным устройствам. Так, на Руси основными единицами длины были пядь и локоть, причем пядь служила основной древнерусской мерой длины и означала расстояние между концами большого и указательного пальца взрослого человека. Позднее , когда появилась другая единица — аршин — пядь (1/4 аршина) постепенно вышла из употребления.

Мера «локоть» пришла к нам из Вавилона и означала расстояние от сгиба локтя до конца среднего пальца руки (иногда — сжатого кулака или большого пальца).

С 18 в. в России стали применяться дюйм, заимствованный из Англии (назывался он «палец»), а также английский фут. Особой русской мерой была сажень, равная трем локтям (около 152 см) и косая сажень (около 248 см).

Пожалуй, каждый мальчишка знает размеры футбольных ворот – ширина 7,32 и длина 2,44 метра. Странные цифры? Почему 7,32, а не ровно 7 или 7,5 метра? А потому, что у родоначальников футбола – англичан, 7,32 метра это ровно 24 фута, а 2,44 метра – ровно 8 футов. Фут, по-английски, значит нога, ступня. Он равен 0,305 метр.

Рис. 1. Наглядные значения «древних» единиц «фута» и «косой сажени».

Указом Петра 1 русские меры длины были согласованы с английскими, и это по существу стало первой ступенью гармонизации российской метрологии с европейской.

По мере развития техники, а также международных связей трудности использования результатов измерений возрастали и тормозили дальнейший научно-технический прогресс. Положение осложнялось еще и тем, что соотношения между дельными и кратными единицами были необычайно разнообразны. В качестве примера приведем некоторые единицы, применявшиеся в России до Октябрьской революции, и соотношения между ними и метрическими мерами:

1 аршин=16 вершкам=28 дюймам=0,71120 м ;

1 сажень=3 аршинам=7 футам=2,1336 мм;

1 фут=12 дюймам=304,8 мм;

1 пуд=40 фунтам=16,38 кг;

1 фунт=96 золотникам=409,5 г;

1 золотник=96 долям=4,266 г.

Во второй половине ХУШ в. в Европе насчитывалось до сотни футов различной длины, около полусотни различных миль, свыше 120 различных фунтов.

Параметры, измеряемые в физической культуре и спорте.

Наличие различных приборов и технических устройств, применяемых в исследованиях специалистов педагогических, биомедицинских и психологических дисциплин спорта позволяет получать информацию более чем о 3000 отдельных параметров.

Все параметры, измеряемые в науке о спорте, подразделяются на четыре уровня:

интегральные, отражающие суммарный (кумулятивный) эффект функционального состояния различных систем организма (например, спортивное мастерство);

комплексные, относящиеся к одной из функциональных систем организма спортсмена (например, физическая подготовленность);

дифференциальные, характеризующие только одно свойство системы (например, силовые качества);

единичные, раскрывающие одну величину (значение) отдельного свойства системы (максимальная сила мышц).

Исследования показывают, что количество измеряемых комплексных параметров в спорте колеблется от 11 до 13 (табл. 1).

Таблица 1. Распределение частотности измеряемых в спорте комплексных параметров ( за единицу приняты параметры состава тела)

№№ Комплексные параметры Частот-

1 Тренировочной нагрузки и восстановления (физиологи-

ческие, физические, психические величины) 4,57

2 Физической подготовленности (качества силы, быстроты,

выносливости, ловкости и гибкости) 4,35

3 Сердечно-сосудистой системы (движение сердца и

крупных сосудов, движение крови в сердце и сосудах,

биопотенциалы сердца) 3,09

4 Размеров тела и конечностей (линейные и дуговые

размеры тела) 2,92

5 Технической подготовленности (статика, кинематика,

динамика, время и ритмика спортивных движений ) 2,60

6 Дыхательной системы (легочные объемы, механика

дыхания, газообмен) 2,48

7 Биофизических и биохимических проб (кровь и

лимфа, моча и кал, мокрота, пот и слюна) 2,43

8 Нервно-мышечной системы (биоэлектрическая и

биомеханическая деятельность мышц) 2,05

9 Тактической подготовки (соревновательная активность

и эффективность действий) 1,91

10 Отделов ЦНС (параметры головного мозга и отделов ЦНС) 1,82

11 Системы анализаторов (зрительный, вестибулярный,

тактильный, слуховой, двигательный) 1,41

12 Внешней формы тела и пропорций (телосложение,

осанка, стопа) 1,12

13 Состава тела (содержание жира, удельный вес и

плотность тела) 1.00

Данные таблицы 1 свидетельствуют о плавно убывающем ряде соотношений частотности использования измеряемых в спорте параметров – различия между соседними цифрами незначительны. Обращает на себя внимание соотношение энергетико-функциональных и анатомо-морфологических параметров. Параметры внешней формы и состава тела, используемые в спорте для диагностики физического состояния и в других целях, употребляются в 4,0-4,5 раза реже, чем параметры тренировочной нагрузки, восстановления и физической подготовленности. Довольно слабо используются при измерениях такие важные компоненты подготовки спортсменов, как параметры тактических действий, сравнительно редко применяются измерения, помогающие изучать параметры влияния внешних условий на тренировочный процесс: атмосферы, воды, почвы, помещений, естественных сил природы.

Основными измеряемыми и контролируемыми параметрами в спортивной медицине, тренировочном процессе и в научных исследованиях по спорту являются:

— физиологические («внутренние»), физические («внешние») и психологические параметры тренировочной нагрузки и восстановления;

— параметры качеств силы, быстроты, выносливости, гибкости и ловкости;

— функциональные параметры сердечно-сосудистой и дыхательной систем;

— биомеханические параметры спортивной техники;

— линейные и дуговые параметры размеров тела.

Для изучения этих параметров и контроля за ними широко используется объемная номенклатура разнообразных способов, приемов и методов измерений следующих физических величин:

— силовых (это причины, вызывающие изменения в скорости и направлении движения тела – силы отталкивания, деформации, удары, броски и т.п., моменты сил и моменты вращения – раскачивания, размахивания, обороты и вращения при выполнении локомоторных и гимнастических упражнений; давление на спортивные снаряды и т.п.);

— величин, относящихся к скорости (расход количества энергии в течение заданного времени; скорость разгона, перемещения, остановки и изменения направления в двигательных действиях; ускорение линейное и угловое при выполнении упражнений);

— временных (промежутки времени и частота действий в единицу времени – момент времени, длительность действия, темп и ритм движений);

— геометрических (положение спортсмена – координаты расположения тела или его звеньев в заданной системе; размеры – расстояния между двумя заданными точками при измерении результатов в прыжках, метаниях и др., контуров или форм при измерении правильности вычерчивания обязательных фигур в фигурном катании; при измерении осанки и плоскостопия);

— характеризующих физические свойства (плотность, удельный вес тела человека; измерения влажности в спортивной гигиене; вязкость, твердость, пластичность костно-мышечной системы);

— количественных (масса и вес тела и отдельных его звеньев);

— характеризующих химический состав (этих величин слишком много, чтобы их можно было здесь перечислить);

— тепловых (температура тела и его теплопроводная способность, определяемая количеством тепла, выделяемого или поглощаемого телом при определенных условиях);

— радиационных (ядерная радиация – радиоизотопные методы измерения массы отдельных звеньев тела человека и скеннирование; определение костного возраста юных спортсменов; фотометрические измерения скелета и т.п.);

— электрических (биопотенциалы различных органов – сердца, мышц, мозга и т.п.).

Одним из перспективных подходов к решению проблемы выявления наиболее информативных параметров и методов обследований спортсменов является метод моделирования различных сторон подготовленности, основная цель которого – определение и научное обоснование конкретных количественных модельных характеристик функциональной, технико-тактической, психологической подготовленности, при достижении которых данный спортсмен с наибольшей степенью вероятности может выиграть данные соревнования или установить рекорд.

Источник