В процессе работы над индивидуальным проектом по физике "Скорость реакции человека" ученик 9 класса раскрыл понятие "быстрота реакции", а также провел измерение времени реакции человека в различное время суток, используя законы свободного падения тел и обычную ученическую линейку.

Подробнее о проекте:

В ученической исследовательской работе по физике "Скорость реакции человека" автор выясняет, что такое быстрота реакции человека, описывает роль скорости реакции в жизни человека, а также изучает вопрос о том, что может оказать влияние на быстроту реакции человека и чем это обусловлено. В рамках своего проекта ученик изучил физический метод измерения быстроты реакции.

В готовом творческом и исследовательском проекте по физике "Скорость реакции человека" автор описывает проведенный им эксперимент по изучению скорости реакции человека в разное время суток и дни недели, а также при злоупотреблении курением. Также в проекте приведено описание работы по изготовлению прибора для измерения быстроты реакции человека.

Оглавление

Введение
1. Что такое быстрота реакции?
2. Роль быстроты реакции в жизни человека.
3. Физический метод измерения быстроты реакции.
4. Изготовление прибора.
5. Исследование скорости реакции человека
6. Результаты исследования
Заключение
Литература
Приложения

Л.Н Толстой говорил: «Не может быть не только двух людей, но и двух листьев на дереве совершенно одинаковых». Английский художник Уистлер ответил Толстому: «Еще с большим правом можно утверждать, что ничто так не похоже на лист платана, как другой лист платана».

Прав Толстой, но прав и Уистлер: ничто так не похоже на человека, как другой человек. Но у человека есть своя индивидуальность, которая отделяет одного человека от другого, делает его особенным, единственным и неповторимым.

Познай себя - предлагали древние мудрецы, считая, что познание себя - это высшее знание, к которому должен стремиться человек. Под процессом познания самих себя древние мудрецы понимали познание истинной структуры человека, дающей возможность комплексного раскрытия индивидуального «Я».

Человек – существо многогранное: он покорил высочайшие горные вершины, опустился в самые глубокие точки Мирового океана, побывал на Луне, расщепил атомное ядро. Но чаще всего мы не задумываемся, а что же мы представляем собой, что мы можем сделать, какими возможностями и ресурсами обладаем?

В ходе работы с различной литературой по физике человека, меня заинтересовали исследования, которые проводились многими великими физиками и биологами. В курсе физики, изучаемом в современной школе, практически не уделяется внимания физическим параметрам, характеризирующим человека.

Объяснение отдельных процессов, происходящих в живых организмах, на основе физических законов поможет установить причинно-следственные связи, существующие в живой и неживой природе. И я решил более глубоко изучить различные параметры и возможности своего тела. Таких параметров много: механические, тепловые, оптические. Более подробно в данной работе я рассматриваю механические параметры своего тела. На сегодняшний день известно много способов измерения и определения тех или иных параметров человека.

С увеличением темпа жизни проблема снижения времени реакции на раздражитель с каждым годом становится всё актуальнее, поэтому многие исследователи обращаются к данной теме.

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. Любого человека и дома, и на работе, и на улице в любую минуту могут встретить опасности, тогда его здоровье будет напрямую зависеть от его быстроты реакции.

Думаю, что после такой информации у многих подростков стоящих на пути выбора профессии (как и у меня) возникают вопросы: «Чему равно время реакции у меня? От чего оно зависит? Можно ли натренировать себя, чтобы улучшить неудовлетворительный результат? Смогу ли я быть водителем, летчиком или оператором на атомной электростанции?

Предположим, что если заниматься спортом или уметь реагировать на раздражители, то время реакции улучшается.

Цель работы - измерение время реакции человека в различное время суток, используя законы свободного падения тел и обычную ученическую линейку.

Задачи:

• найти учебный материал в дополнительной литературе, в Интернет-ресурсах;
• изучить законы свободного падения тел;
• bсследовать с помощью линейки время реакции учеников в течение учебного дня;
• проанализировать результаты эксперимента;
• предложить способы улучшения неудовлетворительных результатов.

Объект исследования – учащиеся МБОУ «Пелымская СОШ».

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. злоупотребления курением.

Быстрота реакции является одним из основных качеств живого организма. Очень важно быстро реагировать на внешние раздражающие воздействия, потому что среди них могут быть опасные или даже смертельные.

Время реакции является одним из главнейших качеств, определяющих результат соревнования, конкурса. От начала действия раздражителя до момента реакции всегда проходит определенное время, после чего включаются мышечные механизмы ответного действия, быстрота которых уже зависит от скорости движений тела. Время задержки определяется скоростью обмена веществ и является индивидуальной особенностью каждого организма. Оно не поддается тренировке, потому что невозможно увеличить скорость передачи нервных импульсов.

Время реакции – это протяженность от начала сигнала до реакции организма человека на этот сигнал. У человека среднее время реакции на визуальный сигнал составляет: 0,1-0,3 секунды.

Нужно научиться реагировать на раздражители, предшествующие опасному действию. Например, следует реагировать не на сам удар, а на подготовку к нему - ведь прежде чем ударить, противник обязательно посмотрит на цель, сменит позу, напряжет мышцы, вдохнет... Времени более чем достаточно. Нужно только выработать условный рефлекс, заложить в подсознание новый раздражитель и ответную реакцию на него.

Быстрота реакции является одним из основных качеств живого организма. Очень важно быстро реагировать на внешние раздражающие воздействия, потому что среди них могут быть опасные или даже смертельные.

Ученые установили, что люди с замедленной реакцией рискуют преждевременно умереть. Время реакции показывает, насколько хорошо работает нервная система, что связано с умственными способностями. Был произведен эксперимент. Для участия отобрали пять тысяч человек в возрасте от 20 до 59 лет. Сам эксперимент проводился в девяностых годах. Им было предложено нажимать на кнопку, каждый раз как видели изображение.

Все данные были записаны, а потом в течение пятнадцати лет исследователи наблюдали и фиксировали статистику смертности участников. Оказалось, что смертность людей, участвующих в эксперименте и показавших замедленную реакцию, составила 25%. Исследователи предположили, замедленная реакция влияет на функционирование всех внутренних органов, в частности, снижается активность головного мозга и нервной системы.

Например, они могут забывать принимать лекарственные препараты, что ухудшает их состояние здоровья. Ученые будут и дальше проводить исследования в данной сфере, потому что здоровый образ жизни – это самый эффективный способ увеличить длительность жизни.

Как ни странно, лидерские качества человека зависят от времени реакции. А также, одним из самых важных качеств водителя является его время реакции на изменение дорожной обстановки.

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.

В условиях поединка может быть одно или несколько одновременных или последовательных действий противника, ответ на них требует мгновенной защиты, ухода от удара или захвата, быстрого перемещения на выгодную позицию, неуловимых ответных ударов и т. п. Исследования показывают, что и в спринтерском беге, то есть, в беге с максимальной скоростью, преимущество имеют те спортсмены, у кого выше быстрота реакции и подвижность нервных процессов

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 - 190мс. Великолепно! Мастера спорта международного класса одобряют.
• от 190 - 200мс. Хорошо! Мастер спорта у Вас в кармане.
• от 200 - 210мс. Неплохо. КМС зачтен.
• от 210 - 230мс. Нормально. Вы активны, можете лучше.
• от 230 - 270мс. Средненько. Скорость реакции, как и у большинства людей.
• от 270 - 350мс. Неуд.
• от 350 - 500мс. Незачет.
• от 500 и выше. Вы вообще живы там? Лучше отдохните, попробуйте завтра

Свободным падением называется движение тела под действием силы тяжести. Поскольку сила тяжести, действующая на каждое тело вблизи поверхности земли, постоянна, то свободно падающее тело должно двигаться с постоянным ускорением, т.е. равноускорено (это вытекает из второго закона Ньютона).

Особенностью свободного падения является то, что все тела в данном месте земли падают с одинаковым ускорением. Это ускорение называется ускорением свободного падения. Её принято обозначать буквой g (первой буквой латинского слова gravitas (гравитас), что означает «тяжесть».

Существуют разные способы, позволяющие определить величину g с большой точностью (например, до 0,00001 м/с2). Но при решении задач школьного курса физики, где не требуется высокой точности результата, обычно используют значение 9,8 м/с2 или даже 10 м/с2. [2,54]

Так как в нашем примере движение свободно падающего тела представляет собой равноускоренное движение без начальной скорости, то перемещения рассчитываются по формуле:

s = g t2 / 2 или h = g t2 / 2 (т.е s = h ), где

g -ускорение свободного падения, равное 9,8 [м/с2].,

t –скорость реакции, [с];

h — расстояние между отметками на стене [м]

Как же нам измерит скорость реакции человека?

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.

Т.е. 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 h = g t2 / 2.

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). Таким образом, мы создадим прибор для измерения скорости реакции человека.

Для начала нам нужно вычислить какое расстояние пройдет тело за единицу времени. Т.к. тело (линейка) падает вниз равноускорено, 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.

На основе полученных результатов проградуировал линейку в соответствии с табличными данными.

Таблица результатов

Тем самым мы получили новую шкалу. Теперь у нас есть прибор для измерения скорости реакции человека и мы можем проводить исследования.