Mjerenje brzine u sportuAutor: Ajla Pašalić

Rezime

Cilj ovog seminarskog rada je da na što bolji način objasni mjerenje brzine u sportu.Većina sportskih stručnjaka se slaže da brzina ima veliku važnost za uspjeh u mnogimsportovima. Moguće je primijetiti da se u literaturi koja se bavi sportskim treningom, upravilu posvećuje znatno manje pažnje brzini nego izdržljivosti i snazi. Razlozi tomuvjerovatno leže u slabijoj istraženosti te složenoj strukturi brzine u odnosu na drugekondicijske sposobnosti. Krv, znoj i suze na sportskom polju treba precizno izmjeriti. Nastojanja sportaša da postignu što bolje rezultate, spušta razliku između njih na hiljadinku sekunde. A to od mjerača vremena zahtijeva da budu usredotočeni na svoj posao kao i vrhunski sportisti.

Ključne riječi: brzina,mjerenje brzine,mjerenje vremena

1.Uvod

Brzina je sposobnost da se na temelju kognitivnih procesa, maksimalne volje ifunkcionalnosti živčano – mišićnog sustava postigne najveća moguća brzina reakcije ilipokreta u zato određenim uvjetima.

Grosser (1991.) ističe da postoji još dosta neistraženog prostora i nesuglasnosti u pitanju treninga brzine te njezinog definiranja i sistematizacije. Bauersfeld i Voss (1992.) navode kako se za opis brzine i njenih manifestnih oblika u svjetskoj literaturi koristi preko 50 različitih pojmova. Iako se brzina ubraja u kondicijske sposobnosti, većina autora pri njenom definisanju ističu da nije samo kondicijska, već i koordinacijska sposobnost, želeći na taj način naglasiti da na brzinu utječu energetski mehanizmi te mehanizmi živčane regulacije (čak i u većoj mjeri).

Prethodno je navedeno da brzina predstavlja biomotoričku sposobnost čovjeka da izvede pokrete za najkraće vrijeme u datim uslovima. Pri tome se pretpostavlja da izvršenje zadatka ne traje dugo i da ne dolazi do zamora. Prisutna su tri osnovna vida ispoljavanja brzine:latentno vrijeme motorne reakcije, brzina pojedinačnog pokreta (pri malom spoljašnjem otporu), i učestalost pokreta.

Vidovi ispoljavanja brzine relativno su nezavisni jedan od drugog. To se posebno odnosi na vrijeme reakcije koje nema značajnu povezanost sa brzinom kretanja. Neka osoba se može odlikovati veoma brzom reakcijom i biti relativno spora pri lokomociji.Kombinacijom ova tri vida ispoljavaju se svi slučajevi brzine. U praksi se srećemo sa kompleksnim ispoljavanjem brzine. Tako u sprinterskom trčanju rezultat zavisi od vremena reakcije na startu, brzine pojedinih pokreta (otiskivanje nogama i tempa koraka).

Ljudi su sposobni trčati brzinom od 65 km/h, čak 20km/h brže od svjetskog rekordera na 100m Jamajčanina Usaina Bolta, zaključak je znanstvene studije.

1

2. Brzina kao motorička sposobnost 3

Brzina se definiše kao sposobnost nervno-mišićnog aparata za brzo izvršenje kretanja ili kao sposobnost da se s velikom frekvencijom obavljaju pokreti u jednoj određenoj jedinici vremena.

Brzina motorne reakcije – vrijeme koje protekne od trenutka nastajanja nekog vanjskog podražaja pa do trenutka reakcije. KU – 100%.

Startna brzina – prelaz iz relativnog mirovanja u maksimalnu brzinu kretanja.

Osnovna brzina – maksimalna brzina kretanja.

Brzina promjene pravca kretanja (agilnost) – sposobnost brzog prelaska iz jednog u drugi pravac kretanja.

Cilj metodike razvoja brzine je da sportisti steknu pravilna znanja, umijeća i navike za brza kretanja i pokrete na treningu i takmičenju.

Osnovni faktori za razvoj brzine su:

Nivo funkcionalnih mogućnosti CNS-a (posebno funkcije razdraženja i kočenja nervnih

procesa),

Stepen razvoja dinamičke sile mišića i pokretljivosti u zglobovima, Kontrakcijske sposobnosti mišićnog sistema (bijela i crvena mišićna vlakna), Strukture rehnike u kojoj se brzina koristi, Primjena naučnih informacija u treningu, Razvoj voljnih karakteristika.

U sportu se brzina javla u dva elementarna oblika: bazična i specifična brzina.

3. Mjerenje brzine1

3.1. Speed Trap II TC Wireless Timing sistem, Brower.  7

Test centar (TC) mjerni sistem je najnoviji dostignuće od Brower-a .TC-sistem je bežični uređaj za mjerenje koji omogućava sportašima i trenerima mjerenje vremena, brzine, brojanja ponavljanja, ulazni test podataka i spremanje svega u memoriji TC-Timer. TC-sistem može poslati radio-talase do hiljadu metara te je precizan u hiljadinki sekunde, što je vrlo precizan timing alat. Također je opremljen s pet različitih radijskih frekvencija dopuštajući Brower sistemu da se koristiti u istom području. S Brower timing predano radi prenosivosti, sve

2

komponente TC-sustava su dizajnirani tako da stanu uredno u malu torbu.

Provedeno je istraživanje čiji cilj je bio utvrđivanje pouzdanosti sistema za mjerenje brzine trčanja Brower Speed Trap II metodom test-retest. Test-retest pouzdanost sistema bila je utvrđena testiranjem 52studenta kineziologije, u dobi od 21,4±8,9 godina. Svi ispitanici bili su testirani testom sprint na 30 metara s prolaznim vremenima zabilježenima na 10, 20 i 30 metara. Sva mjerenja su provedena u dva uzastopna dana. Rezultati istraživanja pokazali su malu varijabilnost rezultata u testovima provedenima prvi i drugi

dan, a intraklasna korelacija između rezultata dobivenih prvi i drugi dan pokazuje visok stepen ponovljivosti. Primijenjeni t-testa za zavisne uzorke pokazao je da ne postoji značajna sistematska pogreška mjerenja (p<.05). Ipak, dobivena sistematska pogreška i utvrđena slučajna varijacija potvrđuju da je sistem za mjerenje brzine trčanjaBrower Speed Trap II pouzdan mjerni instrument za mjerenje populacije studenata kineziologije te koristan mjerni instrument za mjerenje brzine trčanja. Ipak, u budućim istraživanjima bilo bi zanimljivo istražiti može li sistem zabilježiti male promjene u brzini trčanja koje mogu biti rezultat treninga vrhunskih sportaša. Nadalje, zaključili smo da ako je namjera uspoređivati rezultate mjerenja brzine trčanja, korisno je koristiti isti mjerni sustav, budući da različiti mjerni instrumenti daju različite rezultate s obzirom na različite pogreške koje sustavi imaju.

3.2. Doplerov efekat

Dopplerov efekt je promjena posmatrane valne dužine vala zbog međusobnog približavanja ili udaljavanja izvora i posmatrača.

Dopplerov efekt otkrio je Christian Doppler (1803-1853) 1842. godine na osnovu proučavanja promjene frekvencije svjetlosti koju emitiraju zvijezde u dvojnom sustavu (dvije zvijezde koje se okreću jedna oko druge), ali Dopplerov efekt eksperimentalno je potvrdio C.H.D. Buys Ballot 1845. godine na Utrechtskoj željezničkoj stanici uspoređujući zvuk trubača koji stoje na jednom mjestu i trubača koji se gibaju.

Doplerov efekat je je pojava da usled kretanja prijemnika ili predajnika dolazi do menjanja frekvencije talasa, na strani prijemnika. Ako se prijemnik i predajnik kreću jedan ka drugom, frekvencija se pomjera na više (raste), a ako se prijemnik i predajnik kreću jedan od drugog, frekvencija se pomjera na niže (opada). Izuzetno je značajna primena Doplerovog efekta za mjerenje brzine kretanja objekta(radar koji određuje brzinu kretanja objekta)

3

Formula za izračunavanje frekvencije prijemnika u slučaju relativnog približavanja (tada je u brojniku "+", a u imeniku "-") ili relativnog udaljavanja (tada je u brojniku "-", a u imeniku "+"):

 - frekvencija prijemnika (frekvencija koju slušalac čuje)  - frekvencija predajnika (izvora)  - brzina zvuka u vazduhu (330 m/s)  - brzina prijemnika (slušaoca)  - brzina predajnika (izvora)

Važno je razumjeti da se frekvencija zvuka koji izvor emituje u stvari ne mjenja. Kako bi smo razumjeli šta se dešava, razmotrimo sljedeću analogiju. Neko baca po jednu loptu svake sekunde u pravcu nekog čoveka. Pretpostavimo da se lopte kreću konstantnom brzinom. Ako se osoba koja baca lopte ne pomjera (kao ni osoba ka kojoj se lopte bacaju), do čoveka će svakog sekunda stizati po jedna lopta. Međutim, ako se osoba koja baca lopte kreće prema čovjeku, do njega će lopte stizati češće. Suprotno važi ako se osoba koja baca lopte kreće od čovjeka.

Ako pokretni izvor emituje talase kroz sredinu, stvarne frekvencije  0, tada posmatrač koji miruje u odnosu na sredinu detektuje talase frekvencije   date formulom:

gde je v brzina talasa u sredini, a vs, r radijalna (duž prave koja spaja izvor i posmatrača) brzina izvora talasa u odnosu na sredinu (pozitivna ako se kreće od posmatrača, a negativna ako se kreće ka posmatraču) prema posmatraču.

Slična analiza za pokretnog posmatrača i mirujući izvor daje uočenu frekvenciju (brzina posmatrača je predstavljena kao vo):

gde ista konvencija važi: vo je pozitivno ako se posmatrač udaljava od izvora, a negativno ako se posmatrač približava izvoru.

Ovo se može uopštiti u jednu vektorsku jednačinu. Uzmimo koordinatni sistem koji miruje u odnosu na sredinu, u kojoj je brzina zvuka  . Izvor   se kreće brzinom   i emituje talase frekvencije  . Prijemnik   se kreće brzinom  , a jedinični vektor od   do   je   (t.j.  ). Tada se frekvencija   koju prijemnik opaža dobija formulom

4

Ako je  , tada promjena frekvencije zavisi uglavnom od relativne brzine izvora u odnosu na prijemnik:

Ili, alternativno:

3.3. Primjena Doplerovog efekta

Doplerov efekat se koristi i u nekim vrstama radara, kako bi se izmjerila brzina detektovanog objekta. Zrak iz radara se ispaljuje prema pokretnoj meti dok se meta udaljava od radara. Svaki naredni talas mora da pređe veću razdaljinu kako bi pogodio metu, prije nego što se odbije nazad ka izvoru. Kako svaki sljedeći talas putuje duže, razmak između njih se povećava, pa se povećava i talasna dužina (a frekvencija se smanjuje). Radarski zrak može da se ispaljuje i prema meti koja se približava, i u tom slučaju svaki naredni talas prelazi manju razdaljinu, pa se talasna dužina smanjuje (a frekvencija povećava).

Slika 1. Doplerov efekat

4. Mjerenje vremena 6

Službeni mjeritelj vremena na Olimpijskim igrama, Omega, predstavio je najnoviju tehnologiju u Londonu 2012. Ona može pratiti i najmanji djelić sekunde. Kako to radi i kako svaki pojedinac može unaprijed znati je li dovoljno dobar za zlato? Puno vremena je prošlo od Olimpijskih igara u Berlinu, 1936. godine kada je jedan sudac mjerio vremena sa čak 27 štoperica.

5

Slika 2. Mehanička štoperica slika 3. Digitalna štoperica

Na Olimpijskim igrama, pobjednika često odlučuje rub dresa ili zamah ruke, tako da je svaki element mjerenja vremena izrazito bitan za takmičare.

4.1. Treptaj oka

Alan Bell ,čovjek koji je zadužen za početni pucanj pištolja prije utrke, bio je svjedok velike revolucije u mjerenju vremena, budući da se suđenjem bavi već 32 godine, kada je većina utrka započeta pucnjem iz ortodoksnog pištolja, a mjerenje vremena obavljeno pomoću ručnog timera.

- Mjerenje vremena napredovalo je za svjetlosnu godinu - izjavio je nedavno Bell za BBC. Kao i vremena kada je sportaš koji je prvi došao na cilj probio traku na ciljnoj ravnini. Zadnji put je to bilo baš u Londonu, 1948. godine.Danas je priča daleko drugačija. Pištolj je elektronski i u potpunosti integriran u kvantni sustav mjerenja vremena što će omogućiti tačnost koja se mjeri u hiljadinkama sekundi, što je 40 puta brže od treptaja oka. Hitac pištolja šalje električne signale na početne blokove – posebno modificirane kako bi mogli otkriti prerani start koji pokreće kvarcni oscilator vremena integriran na konzoli.

4.2. Vrhunska tehnologija

Zvuk udarca iz pištolja je pojačan na svakom skupu blokova, kako bi svaki natjecatelj u isto vrijeme mogao čuti kada je vrijeme za start. Na ciljnoj ravnini laser projicira ravnu liniju na fotoelektričnim ćelijama ili elektronskom oku, koje kada natjecatelj prolazi, šalje elektronski signal uređaju za mjerenje. Taj proces je sinkroniziran sa zapisima na visoko-brzinskoj kameri, koja na kraju može odlučiti pobjednika.

6

Slika 4. Start

Slični visoko-tehnološki sistemi se koriste i u biciklizmu na stazi, s radio-transporterom pričvršćenim na prednjem kotaču koji emitira signal sa svojim kodom, koji je određen prije početka utrke, u početnom položaju i na ciljnoj ravnini.U plivanju se koriste dodirni jastučići koji počinju svoje mjerenje kada plivač skoči u vodu, a završavaju ga kada plivač dotakne cilj, tj. rub bazena.Bivši sportaš, a sada sudac, Alan Bell, svojim je pucnjem započeo neke od najvažnijih utrka u povijesti – utrku na 100 metara u Berlinu 2010. godine kada je Usain Bolt oborio svjetski rekord, a i onu u kojoj je diskvalificiran na Svjetskom prvenstvu u Južnoj Koreji. Olimpijske igre, kako sam kaže, bile bi vrhunac njegove nevjerojatne karijere.

Slika 5.

Bell kaže da je pribranost ključ za dobar početak utrke. Pogrešni start se aktivira ako natjecatelj napusti svoj blok 1 stotinku sekunde prije pucnja iz pištolja. Bivši prvak na 1500 metara, Steve Cram, rekao je da nova pravila koja kažu da je svaki krivi start automatska diskvalifikacija, ne ostavljaju mjesta za pogrešku, pa je tako start utrke skoro pa najvažniji element koji određuje pobjednika.

7

- Početak i kraj utrke presudni su i za sprintere i za 'dugoprugaše'. Ketty Holmes pobijedila je na 800 metara za širinu dresa. Na utrci na 10 hiljada metara možete pobijediti za hiljadinku sekunde, isto kao i na onoj na 100 metara.

Sa svim tim tehnološkim dostignućima je li moguće da sportaš pobijedi mjerač?Dok analitičari tvrde da je to nemoguće, razni sportaši kažu kako postoje razni trikovi kako bi se poboljšala učinkovitost na startu i cilju.

Slika 6.

Zaključak:

Brzina u sportu je jako bitan faktor. Svaki sport (fudbal,boks,plivanje...) se sastoji od velikog broja različitih ekplozivnih reakcija na različite promjene situacija. Iz svega predhodno navedenog se može zaključiti da brzina ima veliki utjecaj na uspjeh u sportu, pa zbog toga trebaju sačinjavati sastavni dio kondicijskog treninga koji treba biti kvaliteno napravljen u odnosu na nivo sposobnosti sportiste. Mjerenje pokazuje koliko je sportista napredovao.Važno je da se mjerenje vrši jednim te istim mjernim instrumentom zbog različitih mjernih odstupanja.

8

LITERATURA :

1 http://sh.wikipedia.org/wiki/Doplerov_efekat

2 http://www.unidu.hr/datoteke/majelic/ABP-7.pdf

3 http://fkborac.jelah.ba/2012/admin/data/upimages/Nogomet.pdf

4 http://hr.wikipedia.org/wiki/Mjerni_instrument#Mjerni_instrumenti_za_mjerenje_brzine

5 http://hr.wikipedia.org/wiki/Brzina_tr%C4%8Danja

6 http://www.dnevno.hr/sport/ostali-sportovi/56435-o-pobjednicima-ce-u-londonu-odlucivati-450-mjeritelja-i-400-tona-opreme.html?print=1

7 http://www.eliteathleteinc.com/speed-trap-ii-tc-timing-system-wireless/

9