Прибор для измерения скорости реакции учащихся разных возрастов

Введение

"Кто знает себя, тот знает, что для него полезно, и ясно понимает, что он может и чего он не может". Сократ.

Первые исследования времени произвольной реакции человека были проведены в начале XIX века астрономами. Систематическому исследованию была подвергнута простая реакция. Было показано, как время простой реакции зависит от характера реакций, интенсивности сигнала.

Под реакцией подразумевают осознанный ответ на определенное внешнее воздействие; она является одним из проявлений такого физического качества, как быстрота. Скорость реакции имеет огромное значение не только в спорте, но и в обычной жизни, наполненной стрессовыми ситуациями и техногенными опасностями. Я считаю, что скорость реакции необходимо тренировать учащимся, которые готовятся к сдаче итоговой аттестации. Насколько быстро выпускник быстро может реагировать на поставленные вопросы, зависит его результат. Поэтому я считаю, что данная проблема актуальна и заслуживает внимание. Чтобы узнать, как развить реакцию, нужно понять ее составляющие в человеческом организме.

Актуальность проекта

С увеличением темпа жизни проблема снижения времени реакции на раздражитель с каждым годом становится всё актуальнее, потому что именно от скорости реакции зависит безопасность жизнедеятельности людей.

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.

Цель работы:

выяснить, как измерить скорость реакции простым способом

определить зависит ли скорость реакции от возраста школьников

выяснить опытным путем, какие дополнительные факторы влияют на скорость реакции школьников

сформировать вывод о том, как скорость реакции школьников различных возрастов может помочь определиться школьнику с выбором профессии

Задачи:

найти учебный материал в дополнительной литературе, в Интернет-ресурсах;

изучить законы свободного падения тел;

с помощью физических формул рассчитать показатели скорости реакции, создать прибор для измерения времени реакции на основе явления свободного падения;

провести опытные измерения скорости реакции школьников из различных классов , в различных условиях;

выяснить от каких факторов зависит время реакции школьников различных возрастных групп

Объект исследования – члены моей семьи различных возрастов и профессий (брат, родители, бабушки и дедушки), члены футбольной команды спортивной школы «Крепыш».

Предмет исследования - время реакции.

Методы исследования:

Метод анализа и синтеза.

Эмпирические методы.

Математические методы.

Методы визуализации результатов (таблицы)

Гипотеза исследования: время реакции человека зависит от времени суток, дня недели, возраста, наличие хронических заболеваний, количества кислорода в крови, наличия занятия спортом.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Глава 1. Теория реакции человека

1.1.Понятие скорости реакции человека

Скорость реакции – это промежуток времени между раздражителем (свет, звук, и т.п.) и реакцией организма.

Быстрота (скорость) реакции является одним из основных качеств живого организма. Время реакции – это протяженность от начала сигнала до реакции организма человека на этот сигнал. У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет: 0,15-0,25 секунды.

Скорость реакции человека на раздражители различается. Самая быстрая реакция получается в ответ на слуховые раздражители. Более продолжительная – на световые и самая длинная – на обонятельные, вкусовые и температурные. Скорость реакции еще более зависит от сложности решаемой задачи.

Время реакции на раздражители различно. Временем простой реакции называется время реакции на появление любого раздражителя, на каждый из которых, требуется осуществлять одно и то же движение, например, нажатие на электрический ключ. Более продолжительное время реакции получается при сложных реакциях, когда на одни раздражители требуется реагировать движением, а на другие — воздерживаться от движений (реакция простого выбора; она же называется реакцией различения) или на разные раздражители реагировать несколькими различными движениями (реакции сложного выбора). Самое короткое время реакции у здорового взрослого человека приближается к 100 мс. У детей и у пожилых людей время реакции несколько продолжительнее, чем у взрослых лиц молодого и среднего возраста.

Существуют разные способы измерения времени реакции. В простейшем случае, организм должен проявить одну реакцию на один специфический стимул; в других случаях измеряется средний промежуток времени между несколькими стимулами и соответствующими реакциями.

Первые исследования времени произвольной реакции человека были проведены в начале XIX века астрономами.

Необходимость в них возникла после того, как было обнаружено, что наблюдатели, засекающие момент прохождения звезды через меридиан, дают разные показания. Анализ этих данных, накопленных в течение нескольких лет, показал, что ошибки наблюдателей не являются случайными, а характеризуют индивидуальную скорость реагирования каждого наблюдателя.

Известный астроном Ф.Бессель, обнаруживший этот феномен, первым провел хронометрический эксперимент (1823 г.), в котором измерил время реакции человека на внезапный раздражитель. С этого момента время реакции человека стало объектом исследования многих астрономов (Араго, 1842; Гирш, 1861; Вольф, 1865 и т.д.).

Эти исследования привлекли внимание физиологов и психологов. Немецкий физиолог Г.Гельмгольц, интересовался проблемой скорости передачи возбуждения по центростремительным нервам у человека.

Опираясь на исследования Гельмгольца, Ф. Дондерс и З. Экснер пытались подойти с помощью хронометрического эксперимента к физиологическому анализу собственно психических процессов. З.Экснер (1873) сосредоточил свое внимание на простейшей форме реакций, осуществляемых в ответ на зрительные, слуховые и электрокожные сигналы.

З.Экснер ввел термин «время реакции», определив его как время, необходимое для того, чтобы «сознательным образом отвечать на определенное чувственное впечатление».

С именем Ф.Дондерса связана в первую очередь классификация произвольных реакций человека и попытка измерить время собственно психического звена этих реакций.

В школе В.Вундта хронометрический эксперимент получил свое дальнейшее методическое развитие, хотя интерпретация хронометрических данных носила крайне субъективистский характер.

Систематическому исследованию была подвергнута простая реакция. Было показано, как время простой реакции зависит от характера реакций, интенсивности сигнала.

Классическая хронометрическая методика находит весьма широкое применение в современной психологии, при решении как общетеоретических, так и прикладных задач психологии.

Измерение ВР в зависимости от степени сложности ситуации показывает, что основная часть ВР приходится на долю собственно психического звена и дает возможность рассматривать ее как параметр, характеризующий длительность процесса переработки информации.

По степени сложности произвольные реакции человека можно разделить на следующие 3 класса:

1) простая реакция,

2) реакция различения,

3) реакция выбора.

Проявление форм быстроты и скорости реакции зависит от целого ряда факторов:

1) состояния центральной нервной системы и нервно-мышечного аппарата человека;

2) морфологических особенностей мышечной ткани, ее композиции (т.е. от соотношения быстрых и медленных волокон);

3) силы мышц;

4) способности мышц быстро переходить из напряженного состояния в расслабленное;

5) энергетических запасов в мышце (аденозинтрифосфорная кислота – АТФ и креатинфосфат – КТФ);

6) амплитуды движений, т.е. от степени подвижности в суставах;

7) способности к координации движений при скоростной работе;

8) биологического ритма жизне­деятельности организма;

9) возраста и пола;

10) скоростных природных способностей человека.

С физиологической точки зрения быстрота реакции зависит от скорости протекания следующих пяти фаз:

1) возникновения возбуждения в рецепторе (зрительном, слуховом, тактильном и др.), участвующем в восприятии сигнала;

2) передачи возбуждения в центральную нервную систему;

3) перехода сигнальной информации по нервным путям, ее анализа и формирования эфферентного сигнала;

4) проведения эфферентного сигнала от центральной нервной системы к мышце;

5) возбуждения мышцы и появления в ней механизма активности.

Максимальная частота движений зависит от скорости перехода двигательных нервных центров из состояния возбуждения в состояние торможения и обратно, т.е. она зависит от лабильности нервных процессов.

На быстроту, проявляемую в целостных двигательных действиях, влияют: частота нервно-мышечной импульсации, скорость перехода мышц из фазы напряжения в фазу расслабления, темп чередования этих фаз, степень включения в процесс движения быстро сокращающихся мышечных волокон и их синхронная работа.

С биохимической точки зрения быстрота движений зависит от содержания аденозинтрифосфорной кислоты в мышцах, скорости ее расщепления и ресинтеза. В скоростных упражнениях ресинтез АТФ происходит за счет фосфорокреатинового и гликолитического механизмов (анаэробно – без участия кислорода). Доля аэробного (кислородного) источника в энергетическом обеспечении разной скоростной деятельности составляет 0-10%.

Генетические исследования (метод близнецов, сопоставление скоростных возможностей родителей и детей, длительные наблюдения за изменениями показателей быстроты у одних и тех же детей) свидетельствуют, что двигательные способности существенно зависят от факторов генотипа. По данным научных исследований, быстрота простой реакции примерно на 60-88% определяется наследственностью. Среднесильное генетическое влияние испытывают скорость одиночного движения и частота движений, а скорость, проявляемая в целостных двигательных актах, беге, зависит примерно в равной степени от генотипа и среды (40-60%).

Наиболее благоприятными периодами для развития скоростных способностей как у мальчиков, так и у девочек считается возраст от 7 до 11 лет. Несколько в меньшем темпе рост различных показателей быстроты продолжается с 11 до 14-15 лет. К этому возрасту фактически наступает стабилизация результатов в показателях быстроты простой реакции и максимальной частоты движений. Целенаправленные воздействия или занятия разными видами спорта оказывают положительное влияние на развитие скоростных способностей: специально тренирующиеся имеют преимущество на 5-20% и более, а рост результатов может продолжаться до 25 лет.

Половые различия в уровне развития скоростных способностей невелики до 12-13-летнего возраста. Позже мальчики начинают опережать девочек, особенно в показателях быстроты цело­стных двигательных действий (бег, плавание и т.д.).

Задачи развития скоростных способностей. Первая задача состоит в необходимости разностороннего развития скоростных способностей (быстрота реакции, частота движений, скорость одиночного движения, быстрота целостных действий) в сочетании с приобретением двигательных умений и навыков, которые осваивают дети за время обучения в образовательном учреждении. Для педагога по физической культуре и спорту важно не упустить младший и средний школьный возраст – сенситивные (особенно благоприятные) периоды для эффективного воздействия на эту группу способностей.

Вторая задача – максимальное развитие скоростных способностей при специализации детей, подростков, юношей и девушек в видах спорта, где скорость реагирования или быстрота действия играет существенную роль (бег на короткие дистанции, спортивные игры, единоборства, санный спорт и др.).

Третья задача – совершенствование скоростных способностей, от которых зависит успех в определенных видах трудовой деятельности (например, в летном деле, при выполнении функ­ций оператора в промышленности, энергосистемах, системах связи и др.).

Скоростные способности весьма трудно поддаются развитию. Возможность повышения скорости в локомоторных циклических актах весьма ограничена. В процессе спортивной тренировки повышение скорости движений достигается не только воздействием на собственно скоростные способности, но и иным путям в видах деятельности скоростного характера. Это обусловлено, во-первых, предельной интенсивностью и психической напряженностью упражнений; во-вторых, тем, что их нецелесообразно выполнять в состоянии утомления, связанном с падением скорости движений. Интервалы отдыха в серии скоростных упражнений должны быть такими, чтобы можно было выполнить очередное упражнение со скоростью не менее высокой, чем предыдущее.

1.2. Скорость реакции с точки зрения физиологии

Перед тем как говорить о скорости реакции мы должны выяснить, что такое рефлекс. Ведь реакция на что-либо — это и есть рефлекс.

Рефлекс — реакция организма на раздражитель с участием нервной системы. Безусловные рефлексы (врожденные рефлексы) — постоянные врожденные реакции организма на определенные изменения окружающей среды, осуществляемые при участии нервной системы и не требующие специальных условий для своего возникновения. Термин ввел И. П. Павлов.

Классификация безусловных рефлексов по степени сложности:

простые (отдергивание руки от горячего);

сложные (поддержание гомеостаза при повышении концентрации углекислого газа в крови путем учащения дыхания);

по виду реакции:

пищевые (слюноотделительный рефлекс);

половые (половая охота, эрекция);

оборонительные (защита руками головы при надвигающемся ударе);

ориентировочно-исследовательские (поворачивание головы на громкий звук);

по отношению животного к раздражителю:

биологически положительные (поиск пищи по запаху);

биологически отрицательные (убегание от источника шума).

Большинство безусловных рефлексов могут возникать без участия коры больших полушарий и подкорковых ядер. Однако, деятельность центров безусловных рефлексов (например, слюноотделительного и дыхательного центров  в продолговатом мозге) находится под контролем коры больших полушарий. Простейшие дуги безусловных рефлексах замыкаются в спинном мозге, реже — в подкорковых ганглиях. 

Дуги безусловных рефлексов формируются к моменту рождения и сохраняются в течение всей жизни. Многие безусловные рефлексы проявляются лишь в определенном возрасте; так, свойственный новорожденным хватательный рефлекс угасает в возрасте 3 — 4 месяцев, а сосательный рефлекс — к 4 годам.

Условные (приобретенные) рефлексы — реакции организма на определенные изменения окружающей среды, приобретенные в течение жизни. Биологический смысл условного рефлекса состоит в том, чтобы перевести нейтральные внешние раздражители в значимые сигналы, подстраивающие поведение организма под конкретную ситуацию. 

Для возникновения условного рефлекса необходимо многократное совпадение во времени условного и безусловного раздражителя, причем условный раздражитель должен предшествовать безусловному. Например, человек видит лимон (условный раздражитель), затем человек ощущает кислый вкус (безусловный раздражитель), и у него усиливается слюноотделение. При многократном повторении сочетания лимона, вкуса и слюноотделения появляется временная связь между очагом возбуждения в зрительном центре на лимон и центром слюноотделения.

Первая стадия формирования любого условного рефлекса сводится к безусловному ориентировочному рефлексу. Условные рефлексы:

натуральные (естественные) рефлексы: вырабатываются на естественные свойства безусловных раздражителей (например, запах или вид пищи), не нуждаются в постоянном подкреплении; 

искусственные рефлексы: на безразличные искусственные сочетания раздражителей (например, звонок и принятие пищи), нуждаются в постоянном подкреплении.

Условные рефлексы:

положительные рефлексы —  условные рефлексы, в динамике которых проявляется активность организма в виде двигательных или секреторных реакций;

отрицательные (тормозные) рефлексы — условные рефлексы, связанные с угнетением двигательных или секреторных реакций (например, при условном раздражителе в виде команды «Смирно!» вызывается деятельность мышц, обусловливающих стояние в определенном положении и торможение других условных двигательных реакций, которые осуществлялись до этой команды (ходьба, бег и т.п.).

В процессе приспособления организма к изменяющимся условиям среды оба вида рефлексов тесно взаимосвязаны, так как проявление одного вида деятельности сочетается с угнетением других видов. Например, при оборонительных двигательных условных рефлексах тормозятся условные пищевые реакции.

Рефлексом называют ответ организма на раздражение, происходящий при участии центральной нервной системы. Рефлекс начинается с раздражения рецепторов. Рецепторы — это окончания чувствительных нервных волокон или специальные чувствительные клетки, преобразующие раздражения в нервные импульсы. По чувствительным нейронам возникшие в рецепторах импульсы достигают центральной нервной системы. Там эта информация обрабатывается вставочными нейронами. Последние находятся в пределах центральной нервной системы. После этого сигналы получают исполнительные нейроны, от которых зависит ответ. Они возбуждаются и посылают сигналы, вызывая работу мышц, желез. Как мы видим, сигнал от раздражителя проходит длинный путь от раздражения рецепторов до рабочего органа, который и будет совершать действие.

Латентное время реакции — это определенное время, от начала действия раздражителя до момента реакции. Латентное время реакции определяется скоростью обмена веществ, является индивидуальной особенностью каждого организма. Согласно физиологическим представлениям, латентное время реакции слагается из пяти составляющих: 1) появления возбуждения в рецепторе; 2) передачи возбуждения в ЦНС; 3) перехода возбуждения по нервным путям и формирования эффекторного сигнала; 4) проведения сигнала от ЦНС к мышце; 5) возбуждения мышцы и появления в ней механической активности. Наибольшее время затрачивается на третью из названных фаз.

Собственно о величине латентного времени и от чего оно зависит, и будет идти речь в исследовательской работе.

1.3.Роль скорости реакции в жизни человека

Ученые установили, что люди с замедленной реакцией рискуют преждевременно умереть. Время реакции показывает, насколько хорошо работает нервная система, что связано с умственными способностями.

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.

Быстрота двигательной реакции имеет большое прикладное значение практически для любой профессиональной деятельности, связанной с выполнением каких-либо двигательных действий. В ходе решения таких профессиональных задач встречаются случаи, когда требуется отвечать на какой-либо сигнал с минимальной задержкой времени.

Современные технические системы, операторская деятельность, например, нередко предъявляют высокие требования к быстроте реагирования. Быстрота реакции имеет большое значение и для различных единоборств, используемых в прикладной подготовке военнослужащих, сотрудников правоохранительных органов, различных служб охраны.

Трактовка скорости реакции:

до 150мс. Превосходно! Можно садиться за штурвал истребителя или болида формулы 1.

от 150 - 170мс. Это пять с плюсом! Чемпионы мира по пинг-понгу и боксу смотрят на Вас как на конкурента.

от 170 - 180мс. Великолепно! Мастера спорта международного класса одобряют.

от 170 - 200мс. Хорошо! Мастер спорта у Вас в кармане.

от 200 - 210мс. Неплохо. КМС зачтен.

от 210 - 230мс. Нормально. Вы активны, можете лучше.

от 230 и ниже. Замедленная реакция.

1.4. Физический метод измерения быстроты реакции и равноускоренное движение тел

Движение физических тел изучалось с незапамятных времен. Элементарные задачи описания движения сегодня изучают уже в начальной школе. Например, все знают, что если автомобиль равномерно движется со скоростью 20 км/ч, то за 1 час он проедет 20 км, за 2 часа — 40 км, за 3 часа — 60 км и т.д. И до тех пор, пока машина движется с постоянной скоростью (стрелка спидометра не отклоняется от заданного деления на его шкале), рассчитать пройденное расстояние труда не составляет — достаточно умножить скорость машины на время, которое она находится в пути. Этот факт известен настолько давно, что имя его первооткрывателя наглухо затерялось в тумане античных времен.

Сегодня измерить динамику падения предмета не сложно — можно с большой точностью зафиксировать время от начала падения до любой промежуточной точки. Однако во времена Галилея точных секундомеров не было, да и любые механические часы по современным стандартам были весьма примитивны и неточны.

Галилео Галилей прошел длинный путь для того, чтобы вывести формулу ускорения свободного падения. Это усложнялось и тем, что в его время не было точных приборов, которыми мы располагаем сейчас. Он был своего рода новатором (основоположником эксперимента), использовал обыденные вещи так, как никто не использовал до него. Видимо, именно поэтому он вошел в историю как великий физик.

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).

Свободное падение тел описывается теми же формулами, что и равноускоренное движение . Только вместо a, обозначающего проекцию произвольного ускорения, ставят g, подчеркивая тем самым, что любое свободно падающее тело движется с ускорением свободного падения. Поэтому формула выглядит так:

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Глава 2 . Измерение скорости реакции человека в практике

2.1 Изготовление прибора для исследования

Кажется, здесь нет ничего сложного. Берем секундомер и засекаем время от начала действия раздражителя до реакции. Но! Даже у людей с плохой реакцией — это доли секунды. А мы не располагаем приборами для точного измерения такого маленького времени.

Вот тут-то нам и проходит на помощь ускорение свободного падения.

Из формулы ускорения свободного падения мы можем с легкостью выразить время при условии, что нам известно расстояние.

Опыт выглядит следующим образом: испытуемый (тот, у кого мы измеряем скорость реакции), должен поймать тело, падающее вниз со скоростью ускорения свободного падения. Далее, мы измеряем расстояние от начала движения тела до момента, когда оно было поймано и узнаем время через формулу.

Для удобства измерения расстояния за падающее тело можно сразу взять обычную школьную линейку. Тогда опыт выглядит так: линейка располагается так, чтобы отметка ноль совпала с верхней частью ладони испытуемого (который уже готов поймать линейку в любой момент). Отпускаем линейку, и наш подопытный ловит ее. Нужное нам расстояние — это та отметина, которая теперь совпадает с верхней частью ладони. И далее опять-таки узнаем время, выразив его через формулу.

Но зачем же нам каждый раз подставлять в формулу новые значения, если мы сразу можем нанести их на линейку? Т.е. мы заранее вычисляем, какое расстояние пройдет тело за единицу времени и наносим на линейку новую шкалу, заменяем сантиметры на секунды (см. приложение 1, таблица 1).

Для начала, нам нужно вычислить какое расстояние пройдет тело за единицу времени. Т.к. тело (линейка) падает вниз равноускоренно, то расстояние, которое оно проходит за долю секунды будет с каждым разом увеличиваться. Следовательно, у нашей шкалы не будет одной и той же цены деления и нам придется подставлять каждое значение t в формулу равноускоренного движения. Что я собственно и сделал.

Далее на обратной стороне линейки отмерил, получившиеся расстояния и отметил подставленное время. Тем самым мы получили новую шкалу.

На основе полученных результатов проградуировал линейку в соответствии с табличными данными. При этом для удобства измерения скорости, цветовым решением, сразу разделил отличные показатели скорости от средних и неудовлетворительных. Так, если ладонь или пальцы испытуемого в поймают линейку на зеленом цвете, то значит скорость его реакции отличная. Если на желтом цвете, то скорость реакции средняя. Если пальцы или ладонь в момент остановки падения прибора окажутся на красном поле прибора, то скорость реакции испытуемого низкая и заторможенная.

Тем самым мы получили новый прибор со шкалой скорости реакции (см. приложение 1, рисунок 1).

Согласно данным средней скорости реакцию будем оценивать по следующей шкале:

-высокий уровень развития параметра - меньше 15 см;

- средний уровень развития параметра (норма) -15 см – 25 см;

- Низкий уровень развития параметра - больше 25 см.

Теперь у нас есть прибор для измерения скорости реакции человека, и мы можем проводить исследования.

Берется деревянная линейка 40 см в длину. Затем, отвлекая внимание участника эксперимента, отпускает линейку в свободное падение. Участник должен остановить падение линейки, так быстро, как сможет. Отмечает новое положение засечки линейки и производит замер её полета (h), т.е. расстояние между отметками.

Результаты измерений вносим в таблицы и диаграммы. Что бы выявить зависимость результатов времени реакции от утомляемости человека, эксперименты были проведены в различное время суток и у различных возрастных категорий людей. Для точности я трижды производил измерения и вычислял среднее арифметическое для каждого участника эксперимента.

2.2. Исследование скорости реакции различных групп и его результаты

В рамках испытания созданного прибора, необходимо провести измерения скорости реакции у различных категорий людей. Результаты внести в таблицы , построить наглядные диаграммы и графики, отражающие влияние различных факторов на скорость реакции.

1 этап. Исследуется фактор влияния : возраст.

Я измерял время реакции школьников различного возраста и привычек в различное время суток. Результат измерений внес в таблицы и рисунки (см. приложение 2, таблица 1, рисунок 1). По результатам исследования установлено следующее:

- Самое большое значение времени реакции, а значит и замедленная реакция оказалась у школьников младших возрастов 1 и 4 классов. Самая быстрая реакция зафиксирована у мальчиков учеников 9 класса (спорт, возраст). Однако, следует отметить, что у мальчиков 7 и 11 классов скорость реакции равна и оказалась достаточно хорошая.

Из вышеописанного можно сделать вывод, что на скорость реакции напрямую влияет фактор: возраст относительно подросткового периода.

2 этап. Исследуется фактор влияния следующих факторов: пол и активный образ жизни.

Измерял время реакции школьников различных полов. (Результат измерений внес в таблицы и рисунки ( см. приложение 2, рисунок 2). По результатам исследования девочек и мальчиков ,установлено следующее:

Скорость реакции у девочек всех возрастных групп ниже чем у мальчиков того же возраста. Данный факт объясняется физиологической особенностью различия полов, а также наличием активных физических занятий спортом. У девочек преобладающий процент хобби занимают пассивные занятия. Подавляющее большинство мальчиков занимаются активными видами спорта.

Из вышеописанного можно сделать вывод, что на скорость реакции напрямую влияет наличие занятия спортом.

3 этап. Исследуется фактор влияния: время суток.

Измерял время реакции школьников в различное время учебы. Провел измерение реакции до 1 урока и после 4 урока.

У всех возрастных категорий исследуемых скорость реакции максимально высокая в дневные часы после 4 урока. Утром, до 1 урока скорость ниже, что обусловлено физическими факторами. Утром организм еще не запустил ресурсы нервной системы на 100 процентов. (см. приложение 2, таблица 2).

4 этап. Исследуется фактор влияния: прием пищи

Измерение производилось у школьников до приема пиши в столовой и после. Результат измерений внес в таблицы и рисунки (см. приложение 2, таблица 3). По результатам исследования установлено следующее:

- прием пищи напрямую влияет на скорость реакции, что обусловлено физиологией человека. После приема пищи скорость реакции всех групп школьников оказалась ниже, чем до приема пищи. Данный факт объясняется тем, что значительные ресурсы организма после приема пищи идут на ее переработку, соответственно скорость движения нейронов в мозге замедляется вместе с замедлением на любые внешние импульсы.

2.3. Показатели скорости двигательной реакции, как критерий для профотбора и профориентации. Таблица профессий

Профессиональный отбор работающих по отдельным специальностям (шофера, лица, работающие на высоте, операторы и др.) предусматривает установление их физической и психофизиологической пригодности к безопасному выполнению работ. Особое внимание при этом уделяется учету физических возможностей, антропометрических данных (рост, длина рук и т.п.) и психофизиологических данных (темперамент, способность к концентрации внимания, к восприятию большого объема информации, реакция на внешнее воздействие, психологическая устойчивость и т. п.). Операторы и диспетчеры сложных систем управления проходят тестирование на определение общего и структурно-логического объема памяти, способности к концентрации внимания как одномоментно, так и в течение рабочего дня, в том числе при наличии разного рода неблагоприятных воздействий (звуковых, световых), способности к переключению внимания. Кроме того, применительно к ним проводят оценку избирательности внимания, выявления склонности к принятию решений, связанных с риском. Оценка объема памяти ведется по таблицам, содержащим различную визуальную информацию (геометрические фигуры, наборы цифр, тексты), после ознакомления, с содержанием которых испытуемый по возможности быстро воспроизводит эту информацию по памяти.

Многие профессии требуют усиленного внимания и хорошей скорости реакции, поэтому при выборе профессии и приеме на работу эти характеристики человека являются немаловажными. Двигательные реакции должны осуществляться на уровне условных рефлексов, а для этого необходима серьезная тренировка. Поэтому самый главный совет, вытекающий и анализа исследований: занятие спортом.

Однако, творческие профессии не предъявляют требования к скорости реакции. Профессии опасные и точные, связанные с управлением аппаратами и микроэлектроникой предъявляют высокие требования к скорости реакции.

Требования к скорости реакций, предъявляемые различными профессиями сведены в таблицу профессий рисунки (см. приложение 2, таблица 4).

2.4. Рекомендации по улучшению быстроты реакции.

Мечтая получить любимую профессию необходимо понимать свои физиологические особенности и скорость реакции. В случае, если показатели недостаточны, не стоит расстраиваться. Скорость реакции, возможно, улучшить при помощи специальных упражнений.

Комплекс упражнений по улучшению реакции можно выполнять в спортивном зале, дома или на работе. Следует знать, что зрительное восприятие окружающей среды предоставляет мозгу более 80% всей получаемой информации. Поэтому зрительной тренировке следует уделить особое внимание.

Упражнение с теннисными мячами.

Понадобятся два теннисных мяча и стена. Мяч бросается правой рукой. Сразу же перекладывается в правую руку мяч из левой. Отскочивший мяч ловится левой рукой. Поначалу вы будете путаться и ронять мячи, но со временем сможете выполнить 5, 10 и более бросков. Это эффективное упражнение используется теннисистами во время своих тренировок.

Упражнение с мячом на резинке.

Теннисный мяч крепится резинкой к перекладине или голове. Ваша задача — отбить удар мяча рукой и не допустить его попадания по лицу или телу. Вместе с реакцией улучшится координация движений и глазомер.

Тренировка с линейкой.

Для этого упражнения вам понадобится помощник. Он будет держать прижатую к стене линейку. Вы держите пальцы на стене над линейкой. Когда помощник отпустит линейку, вы должны будете ее поймать.

Игра «четные и нечетные числа».

Ваш помощник будет показывать любое количество пальцев от 1 до 5. Ваша задача показать ему противоположное значение. Например, помощник показал 2 пальца, вы можете показать 1 или 3.

Игра «камень, ножницы, бумага».

Знакомая всем с детства игра является хорошей тренировкой для зрительной реакции. Использование различных комбинаций из пальцев и их значения заставляют зрение и мозг работать в ускоренном режиме.

Комплекс упражнений для слухового восприятия позволит вам быстро и правильно реагировать на звуковые раздражители. Это может быть свисток, хлопки ладонями и т.д. Правильная реакция на звуковые раздражители очень важна в повседневной жизни и экстремальных ситуациях (сигнал автомобиля, крик о помощи, детский плач, лай собаки, звук выстрела и т.д.)

Заключение

В данной исследовательской работе опытным путем был определен механический параметр человека: скорость реакции человека.

По результатам опытов можно сделать вывод, что скорость реакции разная у всех людей с рождения – определяется особенностями нервной системы, эмоциональными и психическими характеристиками человека. Однако опыты показали, что при отсутствии двигательной активности в течении суток или сильной усталости скорость реакции ухудшается.

Делая вывод по полученным результатам исследования можно отметить, что лучшее значение времени реакции установлено у школьников ведущих активный образ жизни, занимающихся спортом. Это подтверждает гипотезу о том, что занятие спортом позволяет улучшить значение времени реакции.

Физика нам пригодилась не только в самих вычислениях, но и в создании прибора, с  помощью которого проводились исследования. Мы в буквальном смысле вывели все формулы заново, хотя, вернее будет сказать, мы проследили путь их появления. Результатом исследований является то, что скорость реакции существенно зависит от  возраста и занятием спортом. Но не все так просто. Зависимость от возрастных особенностей организма существенна. На основе этого мы можем также сделать вывод о том, что человек может улучшить  скорость реакции. Для этого ему достаточно начать заниматься спортом или даже тренировать с помощью определённых упражнений.

Список используемой литературы:

Волькенштейн М.В. «Биофизика». – М.: Наука, 1988.

Ильченко В.Р. Перекрестки физики, химии, биологии. – М.: Просвещение, 2000.

Леонович А.А. Я познаю мир. Физика: энциклопедия – М.: АСТ, 2008.

Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика 9класс. - М.: Просвещение, 2013.

Перельман Я.И. Занимательная физика: АСТ: Астрель: Полиграфиздат, 2010.

Хрипкова А.Г. «Физиология человека». – М.: Просвещение, 2013.

Интернет источники:

http://class-fizika.narod.ru/9_13.htm

http://www.physics.ru

http://bse.sci-lib.com/article086198.html

http://bse.sci-lib.com/article070241.html

http://ru.wikipedia.org/wiki/

http://www.google.ru/imgres

Приложение 1

Таблица 1. Шкала измерения скорости реакции

Рисунок 1. Прибор для измерения скорости реакции человека

Значение делений: длина – см. и скорость реакции – м/с.

Цвет поля: зеленый-реакция ОТЛИЧНАЯ

Желтый - реакция СРЕДНЯЯ

Красный- реакция НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНАЯ

ПЕРВАЯ СТОРОНА ПРИБОРА

ВТОРАЯ СТОРОНА ПРИБОРА