CC BY
132
УДК 389:796/.799 Ю.В. Титова ОмГТУ, Омск
ИЗМЕРЕНИЯ В СПОРТЕ
Yu.V. Titova
Omsk State Technical University (OmGTU) 11 Mira, Omsk, 644050, Russian Federation
MEASUREMENTS IN SPORTS
Metrology is necessary for us everywhere and today there is no area without using it. Metrology takes place everywhere: in building, medicine, engineering, sport, transport and trade. The main purpose of metrology is a security of unity and accuracy of measurements. Measurements in sport are used for the determining sport results, for the control of competition conditions and sportsmen physical state of the sportsmen and besides it is used drags-control. During organizing the competitions large attention is given on conditions and the characteristics of sport inventory and the equipment and buildings, which are used. Together with the determination of the quality of competing routes, pour on, sectors, tracks, ski tracks, the physical dimension such as length, width, relative and absolute height are either had to be tested. In this direction, in the contemporary sport, the quite foremost technical achievements are used. The metrological sport characteristics which influence on competition results and sportsmen achievements are regarded in this paper.
Метрология нам необходима везде и всюду и сейчас нет ни одной области нашей деятельности, где бы она не находила своего применения. Метрология присутствует везде: в строительстве и медицине, в машиностроении и спорте, в транспорте и торговле. Основной задачей общей метрологии, является обеспечение единства и точности измерений. Измерения в спорте используют для определения спортивных результатов, для контроля условий соревнований и физического состояния спортсмена, допинг-контроля. При организации соревнований большое внимание уделяют состоянию и параметрам спортивного инвентаря и оборудования, зданий и сооружений. Наряду с определением качества соревновательных трасс, полей, секторов, треков, лыжни, склонов, точному измерению подлежат их физические размеры: длина, ширина, относительная и абсолютная высота. В этом направлении, в современном спорте, используют самые передовые технические достижения. В данной работе рассмотрены метрологические спортивные параметры, от измерения которых зависят результаты соревнований и достижения спортсменов.
Развитие науки и техники всегда было тесно связано с прогрессом в области измерений. В физике, механике и других науках именно измерения позволяли точно установить зависимости, отражающие объективные законы природы.
Большое значение измерений для науки подчеркивали многие ученые:
«Измеряй все доступное измерению и делай доступным все недоступное ему»
(Г. Галилей); «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять, точная наука немыслима без меры» (Д.И. Менделеев); «Каждая вещь известна лишь в той степени, в какой ее можно измерить» (Дж. Кельвин).
В повседневной практике человечества 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, стало неотъемлемой частью общественного производства и распределения, объективной отправной точкой для появления математических дисциплин, и в первую очередь геометрии, а отсюда и предпосылки развития науки и техники.
В самом начале, в момент своего возникновения, измерения, сколь бы различными они ни были, носили 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 шага. Этот доступный способ являлся изначально в буквальном смысле «экспериментальной вычислительной и измерительной техникой». Прошли целые столетия, прежде чем развитие математики и других наук, появление измерительной техники, вызванное потребностями производства и торговли, коммуникациями между отдельными людьми и народами, привело к появлению хорошо разработанных и дифференциальных методов и технических средств в самых различных областях знаний.
Сейчас трудно себе представить какую-либо деятельность человека, в которой не использовались бы измерения. Измерения ведутся в науке, промышленности, сельском хозяйстве, медицине, торговле, военном деле, при охране труда и окружающей среды, в быту и т. д.
В настоящее время все более широкое применение измерений отмечается и в спортивной науке и практике. Следует отметить, что значительное возрастание роли разнообразных средств и методов измерений в физическом воспитании и спорте за последние 10-15 лет обусловлено, прежде всего, общими тенденциями развития современной спортивной науки и влиянием на нее научно-технического прогресса. При этом в спортивной науке и практике используются почти все существующие в технике виды и методы измерений (оптикоэлектронные, радиоэлектронные, биофизические, биохимические, ультразвуковые и другие). Эти многочисленные средства и методы измерений широко используются для решения самых разнообразных задач комплексного контроля и управления процессом подготовки спортсменов высокой квалификации.
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».
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, 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.
Любой вид спорта связан с теми или иными измерениями. Начнем с измерения длины, расстояний. Точные измерения в этой области являются необходимым элементом многих олимпийских видов спорта, включая прыжки в длину, метание диска, копья, молота, толкание ядра... Кроме того, измеряются физические параметры спортивных объектов: длины беговых и плавательных дорожек, треков, лыжных трасс, размеры игровых площадок, кортов, рингов, футбольных полей и т.п. При прыжках в длину (расстояния 6.9 м) измерения простой рулеткой еще допустимы, т.к. возможные ошибки (несколько миллиметров) весьма незначительны, то в метании копья или молота (расстояние в 10 раз больше) ошибка измерения результата рулеткой будет уже существенной (несколько сантиметров). Разница же между результатами соперников может составлять всего 1 см. Поскольку победа имеет огромную значимость в современном спорте, объективность и
точность измерений таких расстояний уже давно обеспечиваются с помощью специальных лазерных дальномеров.
В измерении высоты тоже очень много интересного: это касается не только высоты планки в секторе для прыжков в высоту, но и высоты ворот, сеток, барьеров, трамплинов для прыжков в воду, т. е. расстояний от земли и до какого-то уровня.
Одним из самых серьёзных, ключевых спортивных параметров является время преодоления дистанции. В различных видах спорта в зависимости от скорости передвижения спортсменов используется различная точность измерения времени. Как правило, она находится в пределах 0,001-0,1 с. Современные особо точные часы могут отклониться на одну секунду лишь за 30 млн. лет, что само по себе очень высокое достижение. Обеспечение необходимой точности измерения временного интервала с технической точки зрения не представляет особой трудности, тем не менее, специфика спорта накладывает на этот процесс свои особенности, что связано в первую очередь с проблемами определения момента старта и финиша. Совершенствование измерений происходит за счет технических новинок. К ним среди распространенных в настоящее время приборов относятся различные фотодатчики и микрочипы, системы регистрации фальстарта, системы фотофиниша, которые сравнительно легко позволяют с точностью до одной тысячной секунды и в долях сантиметра определять победителя в беге, плавании, лыжных и велосипедных гонках, в скоростном спуске и в других видах спорта.
Важной для спорта также является регистрация скорости. Знание скорости требуется спортсменам для мониторинга своего движения по дистанции. Особенно это необходимо велосипедистам и бегунам на длинные дистанции. Что касается марафонцев, то они используют самую последнюю технику - приёмники глобальной системы позиционирования (GPS). Эти приборы позволяют спортсменам не только точно контролировать свою текущую скорость, но и после соревнования или тренировки анализировать прохождение дистанции в каждой её точке.
Рассмотрим еще один параметр - массу. Эти измерения касаются не только спортивных снарядов - ядра, копья, диска, штанги, саней и др. Измеряют также массу участников соревнований при установлении их весовых категорий. В настоящее время допустимые отклонения при определении весовых категорий спортсменов и при регистрации рекордов составляют 0,005 %.
В ряде спортивных дисциплин важными являются условия погоды. Так, в легкой атлетике производятся измерения скорости ветра, которая может повлиять на результаты бега и прыжков, в парусных регатах, где в условиях безветрия соревнования вообще невозможны, при прыжках на лыжах с трамплина, где боковой ветер может угрожать жизни спортсменов. Контролю подлежит температура снега и льда в зимних видах спорта, температура воды в водных видах спорта. Если соревнования проводятся на
открытом воздухе, то в случае осадков определенной интенсивности они могут быть прерваны (например, теннис, бадминтон, прыжки с шестом).
В спорте особое значение придается допинг-контролю. С этой целью разрабатывается дорогостоящее оборудование, которым оснащаются современные антидопинговые лаборатории.
При организации крупных соревнований большое внимание уделяется состоянию и параметрам спортивного инвентаря и оборудования. Так, например, все снаряды для метаний по правилам соревнований должны строго соответствовать определенным размерам и весу. В зимних видах спорта, где большое значение имеет эффективность скольжения, например в бобслее, имеются ограничения по температуре полозьев, которая тщательно измеряется непосредственно перед стартом. Строго контролируются параметры ворот, разметки полей и площадок, мячей и сеток, щитов, корзин и т.п. В некоторых случаях тщательно проверяется экипировка спортсменов, например в прыжках на лыжах с трамплина, чтобы она не представляла собой своеобразный парус.
Кроме измерительных процедур существует необходимость контроля физического состояния спортсменов, их подготовленности на данный момент времени. С этой целью в спорте используется самое современное медицинское оборудование. Среди такого оборудования наиболее значимыми являются различного рода газоанализаторы, системы биохимического контроля и диагностики состояния сердечно-сосудистой системы. Таким оборудованием оснащаются все диагностические спортивные лаборатории. Кроме того, в диагностических лабораториях необходимы стационарные беговые дорожки, велоэргометры и другие современные приборы. Всё это лабораторное оборудование имеет высокоточную измерительную технику и тщательно калибруется.
В настоящее время возрастает роль метрологии как неотъемлемой основы спорта. Развитие спорта не имеет пределов, так же как не имеет пределов точность измерений. Потребность в измерительных средствах при проведении спортивных соревнований огромная. Только при регистрации спортивных достижений необходимы тысячи разных приборов и систем, которые обеспечивают объективность, справедливость и сопоставимость результатов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Исаев, Л.К. Некоторые аспекты спортивной метрологии / Л.К. Исаев // Мир измерений. - 2008. - № 10.
2. Кулаков, В.Н. Измерения в спорте / В.Н. Куликов // Мир измерений. - 2008. - №
1.
3. Начинская, С.В. Спортивная метрология: учеб. пособие / С.В. Начинская. - М.: Академия, 2005. - 240 с.
© Ю.В. Титова, 2009
