Лабораторна робота № 7

 

Тема: Визначення кутового прискорення біоланок  за біокінематичною схемою фізичної вправи.

 

Мета:  Навчитися визначати кутове прискорення біоланок і всього тіла при обертальних рухах.

 

Обладнання:   1. Біокінематична схема фізичної вправи.

                        2. Вимірювальні прилади: лінійка, олівці, косинці,  транспортири.

 3. Міліметровий папір.

 

Короткі теоретичні відомості

 

Однією з найважливіших біокінематичних характеристик обертального руху окремих ланок і всього тіла спортсмена є кутове прискорення. При змінному обертанні відношення збільшення кутової швидкості за визначений проміжок часу до його тривалості називається кутовим прискоренням, що визначається відношенням різниці кутових швидкостей  у початковий і кінцевий моменти до проміжку часу між цими моментами: 

 

     W-Wо

e= ———  рад/с²

                      Dt

                                             d W

Дійсне прискорення   e= ———,

                                                dt

 

де  d – збільшення (відповідно до швидкості та часу)

Коли біоланка чи тіло спортсмена обертаються рівномірно й лінійні швидкості його точок постійні, вектори даних швидкостей, що відповідають дотичним до окружностей, змінюють напрямок. Характерним показником зміни цього напрямку швидкості є доцентрове прискорення (адц), що прямо пропорційне квадрату кутової швидкості даної точки тіла спортсмена та її радіуса обертання адц = W R.

При обертанні тіла спортсмена зі змінною швидкістю змінюється не тільки її напрямок, але і модуль. При  вивченні обертального руху показники кутового прискорення дозволяють виконати ряд завдань біодинаміки даної фізичної вправи, оскільки кутове прискорення входить в один із множників, що визначають момент обертання тіла. М_обр, що дорівнює моменту інерції j, помноженому на кутове прискорення М_обр= j×e

З урахуванням того, що кутові швидкості біоланок і точок тіла спортсмена були визначені за біокінематичною схемою раніше у попередній практичній роботі, формула для кутових прискорень має такий вигляд:

          DW       DW×В

e= ——  =  ——— , де А – кількість часових інтервалів між точками

                     Dt            А          В – частота кінозйомки

 

 

Порядок виконання практичного завдання

 

1.       У графу 2 таблиці 7.1 (додаток № 14) перенести результати практичної роботи № 6 (додаток № 12). Визначити різниці кутових швидкостей біоланок за даними графи 2 (додаток № 14). Із зазначеного нижче числа в таблиці (через один інтервал) розраховується вказана вище величина. Дані записати в графу 3 таблиці виміру кутових прискорень (табл. 7.1, додаток         № 14).

Таблиця 7.1

Результати виміру біомеханічних характеристик фізичної вправи

 

№ точок	Кутова швидкість W, рад/с	Різниця кутових швидкостей DW, рад/с	Кутове прискорення e, рад/с
1	2	3	4

 

2.       Знайти прискорення шуканих біоланок або всього тіла спортсмена, для чого необхідно різниці кутових швидкостей, записані в графі 3, поділити на час:

        А

Dt = —

        В

        Дані записати в графу 4 (додаток № 14).

3.       Накреслити радіальний графік кутового прискорення (додаток № 15). За нуль береться місце перетину радіуса з окружністю. На відповідних положеннях точки шуканої біоланки вказують значення кутових прискорень: негативні – поза колом, позитивні – всередині. Після того як точки будуть з'єднані плавною лінією, на графіку утвориться радіальна діаграма кутового прискорення. Див. додаток № 11.

 

Питання для контролю

 

1.       Що таке кутове прискорення?

2.       Поясніть, чому дорівнює сумарне лінійне прискорення обертового тіла.

3.       Що таке момент обертання тіла?

4.       Як виконується робота з визначення кутового прискорення?

Література

 

1.       Біомеханіка спорту / за загальною редакцією Лапутіна А.М. – К. : Олімпійська література, 2005. – С. 24-27; 170-182.

2.       Донской Д.Д. Биомеханика: учебник для институтов физической культуры / Д.Д. Донской. – М., 1975. – С.142-146.

3.       Донской Д.Д. Биомеханика: учебник для институтов физической культуры  / Д.Д. Донской, В.М. Зациорский. –  М., 1979. – С.144-146.

4.       Лапутин А.Н. Биомеханика физических упражнений / А.Н. Лапутин, В.Е. Хапко. – К. : Радянська  школа, 1976. –  С.78-80.

5.       Уткин В.Л. Биомеханика физических упражнений: учеб. пособие для студентов фак. физ. воспитания пед. ин-тов и для ин-тов физ. культуры / В.Л. Уткин. – М. : Просвещение, 1989. – С.41.