Тестовое задание для проведения контрольной работы по физике

Заместитель директора по учебной работе

Председатель ЦМК:___________Д.К. Уразова

_________ Н. Е. Зябкина

Тестовое задание

для проведения контрольной работы по физике

Группа 104 Курс 1 Ф.И.О.___________________________________________________________

Вариант — 1

В каких единицах измеряют напряжение?

А. Кг Б. Вт В. М³ Г. В Д. Ом Е. Дж

2

Какие из ниже написанных величин являются векторными величинами?

А. Работа Б.Скорость В. Ускорение Г. Сила электрического тока Д. Напряжение

3

Выбрать какое выражение определяет закон Ома для участка цепи.

А. mgh Б. I= В. Г. mg Д. ma

4

Каким прибором измеряют силу электрического тока?

А. Амперметр Б.

Вольтметр В. Гальванометр Г. Манометр Д. Динамометр Е. Омметр

5

Скорость электромагнитных волн равна

А. 331 м/с Б. 300000 км/с В. 300000 м/с Г. 20 м/с Д. 50000 м/с

6

Электрический ток- это ….

А — положительные ионы. Б – электроны. В — хаотическое движение электронов Г — упорядоченное направленное движение электронов

7

При каких условиях движущийся электрический заряд излучает электромагнитные волны?

А. Только при гармонических колебаниях;

Б. Только при движении по окружности;

В. При любом движении с большой скоростью;

Г. При любом движении с ускорением.

8

Продолжить определение: «Переменным электрическим током называется ______»

9

Продолжить определение: «Силой электрическим тока называется ______»

10

Соотнесите определения физических величин с величинами

1. Время одного полного колебания. 2. Число колебаний за единицу времени.

3. Наибольшее смещение тела из положения равновесия.

А. Частота Б. Амплитуда В. Период

11

Перевести в систему СИ и соотнести с ответами

1. 7 мкФ А. 13 10 Дж

2. 13 кДж Б. 7 10 Ф

3. 9 мА В. 7 Ом

4. 7 МН Д. 9 10 А

5. 7 кОм Е. 7 10 Н

12

Трансформатор, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в другое. При работе трансформатора используется физическое явление….

А.инерция. В. трение. Б. электризация. Г.электромагнитная индукция.

13

Электромагнитная волна представляет собой взаимосвязанные колебания …

А. Электронов; Б. Вектора напряженности электрического поля Е и вектора индукции магнитного поля B; В. Протонов. Д. Вектора напряженности электрического поля Е.

14

На рисунке представлен график зависимости силы электрического тока, протекающего в резисторе, от времени. Магнитное поле вокруг проводника возникает в интервале (-ах) времени

1) только от 0 с до 6 с 2) только от 0 с до 1 с 3) только от 0 с до 1 с и от 4 с до 6 с 4) от 0 с до 8 с

15

Разность потенциалов между точками, лежащими на одной силовой линии на расстоянии d=3см друг от друга, равна U=120В. Найдите напряженность E=? электрического поля, если известно, что поле однородно.

16

Продолжить определение: «Отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним называют _______ «

17

В каких единицах измеряют электрический заряд?

А. Кл Б. Вт В. М³ Г. В Д. Ом Е. Дж З. А

18

Чему равно сопротивление участка цепи, содержащего два последовательно соединенных резистора сопротивлением 3 Ом и 6 Ом?

1) 0,5 Ом 2) 2 Ом 3) 6 Ом 4) 9 Ом

19

Выбрать какое выражение определяет закон Ома для полной цепи.

А. mgh Б. I= В. Г. mg Д.ma Е. I²Rt Ж. I=E/R+r

20

Электрический заряд определяет

А. …интенсивность электромагнитных взаимодействий.

Б. …интенсивность гравитационных взаимодействий.

21

Соотнести физические величины и единицы их измерения.

1. Давление А. кг

2. Температура Б. А

3. Масса В. М³

4. Объем Г. К

5. Напряжение Д. А

6. Сопротивление Е. В

7. Сила электрического тока Ж. Ом

22

Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними увеличилось в 2 раза?

А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза.

В.Увеличится в 4 раза. Г. Уменьшится в 4 раза.

23

Чему равна сила электрического тока I, если сопротивление проводника R= 24 Ом при напряжении U= 48 В.

1) 2А 2)12А 3)15А 4)1А 5) 0,5А

24

Продолжить определение: » Конденсатор представляет собой два проводника………………..»

25

Гальванический элемент с ЭДС Е = 6В и внутренним сопротивлением r = 0,2Ом замкнут на проводник сопротивлением R = 40Ом. Определите напряжение U на проводнике?

26

Колебание описывается уравнением I= 2cos100πt.

Определить максимальное значение силы тока I_mah =?, циклическую частоту ₀=?, период колебаний T=?, собственную частоту колебаний V(ню)=?

27

Чему равна ЭДС самоиндукции Е_s=? в катушке с индуктивностью L = 2 Гн при равномерном уменьшении силы тока от 3 А до 1 А за 2 секунды?

28

Магнитный поток через контур проводника сопротивлением

R= 3 10^-2 Ом за 2 с изменился на 1,2 10^-2 Вб. Найдите силу тока I=? в проводнике, если изменение потока происходило равномерно.

29

Чему равна сила электрического тока I, если сопротивление проводника R= 21 Ом при напряжении U= 48 В.

30

Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью

L= 0,003 Гн и плоского конденсатора емкостью С= 13,4 пФ.

Определите период Т свободных колебаний в контуре.

Результат тестирования _______ оценка _____

«___» ___________2018 г. Преподаватель____________

Заместитель директора по учебной работе

Председатель ЦМК: ___________Д.К. Уразова

_________ Н. Е. Зябкина

Тестовое задание

для проведения контрольной работы по физике

Группа 104 Курс 1 Ф.И.О.___________________________________________________________

Вариант — 2

В каких единицах измеряют силу электрического тока?

А. Кг Б. Вт В. М

3 Г. В Д. Ом Е. Дж З. А

2

Что называется электрическим током?

А. Беспорядочное движение электрических зарядов.

Б. Упорядоченное, направленное движение электрических зарядов.

3

Выбрать какое выражение определяет закон Джоуля — Ленца.

А. mgh Б. I= В. Г. mg Д.ma Е. I²Rt

4

Каким прибором измеряют силу электрического тока?

А. Амперметр Б. Вольтметр В. Гальванометр Г. Манометр

Д. Динамометр Е. Омметр

5

Какие из колебаний, перечисленных ниже, относятся к вынужденным?

А. Свободные колебания в колебательном контуре. Б. Переменный ток в осветительной сети. В. Генератор электромагнитных колебаний.

Д. Правильный ответ не приведен.

6

В каких единицах измеряют напряжение?

А. Кг Б. Вт В. М³ Г. В Д. Ом Е. Дж З. А

7

Каким выражением определяется электроемкость двух проводников?

А. mgh Б. С= В. Г. mg Д.ma Е. I²Rt

8

Каким прибором измеряют напряжение?

А. Амперметр Б. Вольтметр В. Гальванометр

Г. Манометр Д. Динамометр Е. Омметр

9

Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними уменьшить в 2 раза?

А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В.Увеличится в 4 раза. Г. Уменьшится в 4 раза.

10

Чему равна сила электрического тока I, если сопротивление проводника R= 24 Ом при напряжении U= 48 В.

11

Соотнести физические величины и единицы их измерения:

1. Давление А. м³

2. Температура Б. Па

3. Объем В. К

4. Напряжение Г. Кл

5. Сопротивление Д. В

6. Электрический заряд Е. Ом

7. Сила электрического тока Ж. А

12

Продолжить определение: » Конденсатор представляет собой два ………………..»

13

Напряженность электрического поля является величиной

А.

…скалярной Б. …векторной

14

Чему равна сила электрического тока I, если сопротивление проводника R= 24 Ом при напряжении U= 48 В.

1) 2А 2)12А 3)15А 4)1А 5) 0,5А

15

Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними увеличить в 2 раза?

А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В.Увеличится в 4 раза.

Г. Уменьшится в 4 раза.

16

Выбрать какое выражение определяет закон Ома для полной цепи.

А. mgh Б. I= В. Г. mg Д. ma Г. I = E/R+r

17

Имеется три резистора, изготовленных из различных материалов и имеющих различные размеры (см. рисунок). Наименьшее электрическое сопротивление имеет(-ют)

 

1) резистор 1 2) резистор 2 3) резистор 3 4) резисторы 1 и 3

18

В электрической цепи, представленной на схеме, сила тока равна 4 А, напряжение на первом проводнике 20 В. Вольтметр показывает напряжение 60 В. Сопротивление второго проводника

1) 10 Ом 2) 15 Ом 3) 160 Ом 4) 320 Ом

19

При напряжении 120 В электрическая лампа в течение 0,5 мин потребила 900 Дж энергии. Сила тока в лампе чему равна?

20

К источнику постоянного напряжения вначале подключают медную проволоку, а затем трубку с разреженным газом, в которой возникает газовый разряд. При этом в каждом случае рядом с проводниками помещают магнитную стрелку. В каком случае магнитная стрелка после замыкания ключа зафиксирует факт появления магнитного поля?

1) ни в том, ни в другом случае 2) только в первом случае

3) только во втором случае 4) в обоих случаях

21

Соотнести физические величины и единицы их измерения:

1. Давление А. м³

2. Температура Б. Па

3. Объем В. К

4. Напряжение Г. Кл

5. Электроемкость Д. В

6. Электрический заряд Е. Ф

22

Продолжить определение: «Переменным электрическим током называется _______ «

23

Какое устройство предназначено для преобразования механической энергии в электрическую?

А. Трансформатор Б. конденсатор В. Микроскоп

Г. Электромеханический индукционный генератор переменного тока

Д. Генератор на транзисторе

24

Перевести в систему СИ и соотнести с ответами

1. 7 мкФ А. 13 10 Дж

2. 13 кДж Б. 7 10 Ф

3. 9 мА В. 7 Ом

4. 7 кОм Д. 9 10 А

25

Трансформатор прибор, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в другое. При работе трансформатора используется физическое явление…..

А. … инерция. В. … трение.

Б. … электризация. Г. … электромагнитная индукция.

26

На железный проводник длиной 10 м и сечением 2 мм² подано напряжение 12 мВ. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику? (Удельное сопротивление железа — 0,098 Ом · мм²/м.)

27

Разность потенциалов между точками, лежащими на одной силовой линии на расстоянии d=3см друг от друга, равна U=180В. Найдите напряженность E=? электрического поля, если известно, что поле однородно?

28

Магнитный поток через контур проводника сопротивлением

R=3 ^-2 Ом за 2 с изменился на 2,4 10^-2 Вб. Найдите силу тока I=? в проводнике, если изменение потока происходило равномерно?

29

Чему равна сила электрического тока I, если сопротивление проводника R= 28 Ом при напряжении U= 56 В?

30

Определить частоту и период T электромагнитных волн в воздухе, длина волны которых равна см.?

Результат тестирования _______ оценка _________

«___» ____________2018 г. Преподаватель__________

Прощай, килограмм! Почему наша единица массы безнадежно устарела

• Николай Воронин
• Корреспондент по вопросам науки и технологий

16 ноября 2018

Обновлено 20 мая 2019

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Эталоны килограмма немного тяжелеют по мере загрязнения поверхности и теряют вес в процессе очистки, так что их массу нельзя считать постоянной

В понедельник, 20 мая — во Всемирный день метрологии — вступает в силу новое определение килограмма, стандартной единицы массы, используемой по всему миру.

И хотя это никак не отразится на нашей повседневной жизни, значение этого шага для научного мира и промышленности, где требуются предельно точные измерения, трудно переоценить.

Килограмм — одна из семи основных единиц международной системы измерений (СИ).

Определения четырех из них — самого килограмма, а также ампера (измеряет силу тока), кельвина (температуру) и моля (количество вещества) — были пересмотрены на Всеобщей конференции мер и весов, которая прошла в конце прошлого года под Парижем, в Версале.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Все килограммовые гири мира сделаны по образцу оригинального эталона, хранящегося во Франции

Оригинальный килограмм

Килограмм — последняя из единиц СИ, в основе которой лежал реальный физический объект. Принятое еще в 1901 году официальное определение ровно так и звучало: «Килограмм — это единица массы, равная массе международного прототипа килограмма».

Международный прототип — это 4-сантиметровый цилиндр, состоящий на 90% из платины и на 10% из иридия. Он был произведен в Лондоне и с 1889 года хранится в Международном бюро мер и весов в городе Севре под Парижем.

Но физические объекты могут терять атомы (фактически испаряться) или, напротив, впитывать молекулы из окружающего воздуха, так что за прошедшее столетие масса эталона изменилась на несколько десятков микрограммов.

А это значит, что все остальные прототипы килограмма, по которым калибруют весы по всему миру, строго говоря, были не идеально точны.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

В повседневной жизни отклонения на тысячные доли грамма заметить невозможно

Столь незначительные отклонения не имеют никакого значения в привычной нам жизни, однако представляют огромную проблему для точных научных вычислений.

«Если когда-нибудь инопланетяне прилетят на Землю, о чем нам еще с ними разговаривать, если не о физике? Но чтобы говорить о физике, нужно будет договориться и об общих единицах измерений. И если мы скажем, что в основе нашей единицы массы лежит металлическая гиря из Парижа, над нами будет смеяться вся Вселенная», — заявил накануне голосования представитель Национального института стандартов и технологий США Стивен Шламмингер.

Новый килограмм

По большому счету, голосование на Всеобщей конференции мер и весов в ноябре прошлого года было формальным: напряженные дебаты уже прошли, (несколько стран предлагали свои, альтернативные определения), решение было согласовано заранее.

Теперь килограмм предполагается измерять при помощи так называемых весов Ватта (или баланса Киббла) — этот прибор определяет массу через постоянную Планка, основную константу квантовой теории.

Проще говоря, определение килограмма увязано с количеством электромагнитной энергии, необходимой для того, чтобы уравновесить объект соответствующей массы. Эталонную гирю заменят электрический ток и напряжение.

Эти величины, в отличие от самого физического объекта, не могут измениться или пропасть. А кроме того, точно отмерять килограмм теперь смогут любые ученые по всему миру, а не только те, у кого есть доступ к оригинальной парижской гире или ее копии.

По словам главы британской Национальной физической лаборатории Теодора Йанссена, отвечающего за стандарты измерения, пятничное голосование — поворотный момент в истории физики.

«Теперь все единицы системы СИ будут основаны на фундаментальных константах природы — вечных, неизменных величинах, — объясняет он. — Это позволит проводить куда более точные измерения и укрепит основы науки в целом».

Автор фото, EPA

Подпись к фото,

Так выглядят весы Ватта

Единицы измерения силы тока — Справочник химика 21

    Единицей измерения количества электричества является кулон — количество электричества, проходящее через проводник при токе силой 1 а за время [c.425]

    Магнитодвижущая (намагничивающая) сила Р — величина, которая характеризует намагничивающее действие электрического тока. Если магнитный контур замкнут, то магнитодвижущая сила (МДС) равна Р = Ш, т.е. произведению тока I в обмотке на ее число витков (рис. 1.27). Единица измерения МДС — ампер-виток. [c.248]

    Международная система (СИ) включает шесть основных единиц измерения длины — метр, массы — килограмм, времени — секунда, температуры — градус Кельвина, силы электрического тока — ампер и силы света — свеча. Кроме того, в эту систему входят две дополнительные единицы (плоского угла — радиан и телесного угла — стерадиан) и 27 важнейших производных. [c.5]

    Единицей электрического сопротивления в СИ и практической единицей измерения сопротивления является ом — это электрическое сопротивление линейного проводника, в котором разность электрических потенциалов, равная 1 в, вызывает ток силой в 1 й (1 ед. эл. сопр. СГС = 9- 10 ом) .  [c.388]

    Ввиду того что законы Фарадея принадлежат к точным законам, явления электролиза положены в основу метода измерения силы тока и определения практической единицы такой силы — ампера.  [c.74]

    Единицей измерения силы тока служит ампер (1 А = 1 Кл/с). Ток в сплощной среде удобнее характеризовать его плотностью I — количеством электричества, перемещаемого за единицу времени через единицу площади, ориентированной перпендикулярно к направлению тока в проводящей среде (размерность — А/ м ). [c.654]

    Электрическая энергия определяется тремя факторами — напряжением, силой тока и временем его протекания. Единицы измерения электрической энергии по размерности совпадают с единицами измерения тепловой и механической энергии. Все 36 [c.36]

    Необходимо условиться относительно единицы измерения количества теплоты. В настоящее время за единицу количества теплоты принят джоуль, который равен работе, производимой силой в 1 ньютон при перемещении точки ее приложения на 1 -метр по направлению этой силы. С другой стороны, джоуль можно охарактеризовать как работу, совершаемую электрическим током мощностью в 1 ватт в течение 1 с. Наконец, следует отметить, еще одно определение джоуля, связанное непосредственно с представлением о количестве теплоты. Джоуль — это такое количество теплоты, которое необходимо для нагревания 1/4,186 г воды на ГС в интервале температур от 14,65 до 15,65°С. Последнее определение иллюстрирует взаимосвязь джоуля с калорией, которая в настоящее время для определения количества теплоты не рекомендуется. Следовательно, единицей теплоемкости для принятой единицы количества вещества является Дж/К. [c.29]

    Основной электрической единицей в Международной системе единиц (СИ) является ампер (а) — сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1. и один от другого в вакууме, вызывал бы между этими проводниками силу, равную 2-10 н (1а = 0,1 абс. эл. ед.). Ампер одновременно является практической единицей измерения силы тока. [c.364]

    Единицей измерения силы тока является ампер (а). 1 а — это ток, который переносит 1 кулон электричества за 1 сек. При прохождении через раствор нитрата серебра тока силой 1 а из раствора выделяется 1,1180 мг серебра в 1 сек. [c.199]

    Единицей тока является ампер, численно равный величине постоянного тока, вызывающего появление силы в 2-10 ньютона между двумя прямыми параллельными проводниками на участке длиной в один метр, по которым течет этот ток. При этом проводники теоретически должны иметь бесконечную длину, пренебрежимо малое поперечное сечение и размещены на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме. Для точного измерения силы тока используются электрические весы, которые позволяют производить замеры с погрешностью менее 4-10 %. Такие измерения возможны лишь в специализированных лабораториях. В обычных условиях стандартные значения тока получают на основе закона Ома, используя стандарты напряжения и сопротивления. [c.60]

    Электрический ток, проходя по катушке, создает магнитное поле. Величина его характеризуется силой, с которой поле воздействует на другое магнитное поле (например, на проводник длиной 1 м, по которому проходит ток силой 1 А). Численную величину этой силы принято условно обозначать количеством магнитных силовых линий, проходящих через площадь сечения катушки и называемую потоком магнитной индукции, или магнитным потоком (обозначается Ф, единица измерения — Вебер). Магнитный поток, проходящий через единицу поверхности (плотность потока), называется магнитной индук- [c.101]

    Единицей измерения силы электрического тока служит ампер (а) это такая сила тока, при которой через поперечное сечение проводника за каждую секунду проходит количество электричества, равное одному кулону. [c.172]

    При работе на таких приборах, когда измеряют большие оптические плотности, ошибка dD от неточности измерения силы тока возрастает настолько, что снова становится преобладающей. На рис. 121 и 122 пунктирной линией показан тот случай, когда величина dD постоянна до оптической плотности, равной единице. В этом случае относитель- [c.228]

    При этом сила направлена перпендикулярно плоскости, в которой находятся проводник и вектор индукции, в соответствии с известным из физики правилом левой руки (если расположить левую руку так, чтобы магнитное поле входило в ладонь, а пальцы направить вдоль направления тока, то отогнутый большой палец укажет направление силы). Единица измерения магнитной индукции в системе единиц СИ — тесла (Тл). [c.87]

    Единиц ей измерения силы тока служит ампер (а). [c.22]

    Своеобразие роста электролитических осадков металлов затрудняет измерение илотности тока, иными словами, скорости электрохимического процесса. Здесь необходимо различать кажущуюся плотность тока, т. е. силу тока, приходящуюся на единицу геометрической (видимой) поверхности электрода, и истинную плотность тока, равную отношению силы тока к активной поверхности, т. е. к действительной поверхности роста осадка. В процессе образования катодного осадка при неизменной кажущейся илотности тока истинная илотность тока может меняться.  [c.455]

    В техно-химических расчетах используются, главным образом, только механические, тепловые и электрические параметры свойств и состояния тела (вещества) длина, площадь, объем, масса, вес, сила, давление, мощность, работа, температура, теплоемкость, сила тока, напряжение и т. п. Для измерения и численного выражения этих параметров приняты следующие единицы измерения  [c.7]

    В технохимических расчетах используются главным образом только механические, тепловые и электрические параметры свойств и состояния тела (вещества) длина, площадь, объем, масса, давление, работа температура, теплоемкость, сила тока и т. п. Для измерения и численного выражения этих параметров в СССР с 1/1-1963 г. введена в действие Международная система единиц из.мерения (ГОСТ 9867—61), обозначаемая символом 51 (в русском обозначении СИ). Основными единицами измерения этой системы являются  [c.8]

    При таком способе измерений отношение плеч k/h отличается от единицы не более чем на 20%, что сводит к минимуму погрешности опыта. Если концентрация растворов весьма мала, то минимальная сила тока наблюдается при перемещении подвижного контакта на некотором участке линейки. В этом случае находят границы участка и для расчета берут среднее значение. Зная константу сосуда, вычисляют удельную электрическую проводимость любого электролита по уравнению (XIV. 19). При очень малых концентрациях раствора электрическая проводимость воды становится сравнимой с таковой электролита. [c.192]

    Сравним мысленно прохождение электрического тока по проволоке с точением воды в трубке. Количество воды измеряется в литрах или кубических метрах количество электричества обычно измеряют в кулонах или эл.ст.ед. Скорость течения или поток воДы, т.е. количество ее, проходящее в данной точке трубки в единицу времени, измеряют в литрах в секунду или в кубических метрах в секунду силу электрического тока измеряют в амперах (кулонах в секунду) или в эл.ст.ед. в секунду. Скорость движения воды в трубке зависит от разности давления на концах трубки это давление выражается в килограммах на квадратны11 сантиметр. Сила электрического тока в проволоке зависит от электрической разности давления или от разности потенциалов (падения напряжения) между концами проволоки, обычно измеряемой в вольтах или эл.ст.ед. Единица измерения количества электричества (кулон) и единица измерения электрического потенциала (вольт) были приняты произвольно но международному соглашению. [c.57]

    В уравнение (16.12) мы обязаны ввести аналог плотности силы Ясно, что при отсутствии объемных сил (/ = 0) уравнение (16.12) сводится к (15.34). В последнем случае (при / = 0) задача о вихре скалярного поля в безграничной среде полностью эквивалентна задаче магнитостатики о магнитном поле в магнетике, созданном линейным током силы Ь (при надлежащем выборе единиц измерения). [c.261]

    Ом — это единица электрического сопротивления (размерность единицы измерения кг-м А» или В А» ), через которое при разности потенциалов 1 В протекает ток силой 1 А  [c. 129]

    В дуге постоянного тока при большой силе тока (15—25 А) наилучшие условия для введения порошков достигались в том случае, если навеска анализируемой пробы (ЗЮг) в 1 г встряхивалась с амплитудой 0,31 мм, скорость потока газа-носителя равнялась 15 л/ч, а скорость потока инертного газа (Аг) — 30 л/ч [14]. Этими исследованиями было показано, что для введения в плазму наиболее подходят порошки с размером частиц ниже 35—40 мкм. При этих условиях максимальная интенсивность линии в дуге наблюдалась при скорости введения порошка 15 мг/мин. Относительные флюктуации количества вводимой в единицу времени пробы (за 2-минутный период измерения) составили 1—2%. [c.144]

    Если в стакан, содержащий раствор электролита, поместить два платиновых электрода и присоединить их к источнику электричества, то через раствор потечет ток. Сила его определяется как приложенным напряжением Е, так и сопротивлением Я той части раствора, которая заключена между электродами. Это отношение математически выражается законом Ома 1=Е1Я, где / —сила тока в амперах, —напряжение в вольтах и сопротивление в омах. Электропроводность Ь определяется как величина, обратная сопротивлению, так что 1 — Е1. Единицей измерения электропроводности является обратный ом ом или л[c.12]

    Количественное определение основано на измерении высоты полярографической волны, т. е. силы предельного тока. Чтобы понять это, обратим внимание на то обстоятельство, что по мере увеличения напряжения скорость восстановления ионов определяемого металла на катоде все возрастает и непосредственно прилегающий к катоду слой раствора все более и более обедняется этими ионами. В конце концов система достигнет такого состояния, при котором сколько ионов разряжается в единицу времени на катоде, ровно столько же их подходит к нему в результате диффузии из более отдаленных частей раствора. Начиная с этого момента, дальнейшее увеличение силы тока с возрастанием напряжения происходить уже не может. При этом и получается предельный ток, который именно вследствие его связи со скоростью диффузии называется иначе диффузионным.  [c.538]

    Сущность метода. Э. д. с. гальванического элемента определяется непосредственно чувствительными измерительными приборами, последовательно с которыми включается большое и точно известное сопротивление. При включении измерительного прибора в сеть гальванического элемента необходимо, чтобы внешнее сопротивление сети было во много раз больше внутреннего. Тогда о напряжении между электродами элемента можно будет судить по силе тока. Подобная схема позволяет по изменению последней в цепи определять изменения э. д. с. испытуемого гальванического элемента. Шкала чувствительности прибора может быть отградуирована в милливольтах—милливольтметры в амперах — гальванометры в единицах измерения анализа, например в значениях pH, т. е. эти измерительные приборы выступают в роли индикаторов. [c.445]

    Основной стандартной единицей измерения электрических величин является ампер (а), служащий для выражения силы тока. [c.23]

    Международная система единиц СИ состоит из шести основных единиц (метра — для длины, килограмма — для массы, секунды — для времени, градуса Кельвина —для термодинамической температуры, ампера — для силы тока и свечи — для силы света), двух дополнительных единиц (радиана — для плоского угла, стерадиана — для телесного угла) и 27 важнейших производных единиц. В связи с тем, что система единиц СИ соответствует системе МКС, все недостающие производные и внесистемные единицы, допускаемые к применению, следует брать из государственных стандартов на единицы по отдельным видам измерения (ГОСТ 7664-61 Механические единицы , ГОСТ 8550-61 Тепловые единицы , ГОСТ 8849-58 Акустические единицы , ГОСТ 7932-56 Световые единицы и ГОСТ 8848-58 Единицы рентгеновского и гамма-излучений и радиоактивности ). [c.727]

    Электронный прибор для измерения э.д.с. является, по существу, автоматизированным вариантом компенсационной схемы (рис. IX.21). В контур включены исследуемый элемент (э.д.с. Ех), усилитель и Сопротивление обратной связи Яос, на котором выходной ток усилителя создает напряжение Ек, почти точно равное измеряемому Е и обратное по знаку. Появление ничтожно малой разности потенциалов между точками А и В усилителя вызывает изменение выходного тока, приближающее эту разность к нулю. Поэтому сила тока через источник э.д.с. ничтожно мала или, другими словами, входное сопротивление / вх прибора, очень велико, так как оно определяется произведением входного сопротивления усилителя без обратной связи (обычно 10 —10 Ом) на коэффициент усиления (10 —10 Ом),. вх может быть порядка 10 Ом, а сила тока через источник э. д. с. 10- — 10- А. Ясно, что кос выполняет роль той части реохорда, которая компенсирует э.д.с., но тут реохорд питается изменяющимся пропорционально э.д.с. током. Компенсация происходит практически мгновенно при подключении э.д.с., шкала миллиамперметра оцифровывается в единицах напряжения или в пропорциональных ему единицах логарифма активности иона pH, рЫа. [c.561]

    При амперометрическом титровании сигнализатор должен реагировать на определенную величину силы тока, которая может колебать-Рис. 87. Измерение силы тока, СЯ ОТ единиц ДО десятков микроам-проходящего через электроли- пер. Величина сопротивления цепи тическую ячейку, при помощи измерительных электродов в раз-………………….ных случаях может быть различной, часто эта величина не может быть более 1—2 ком. Применение для измерения в этих условиях чувствительных стрелочных и зеркальных гальванометоов возможно, но нерационально вследствие их малой надежности и неудобств в эксплуатации. Эти приборы рационально использовать лишь при наладке и проверке автоматов в лабораторных условиях. В качестве сигнализаторов целесообразно применение тех же приборов, что и при потенциометрическом титровании, т. е. лабораторных и автоматических потенциометров. [c.142]

    Таким образом, для названия одного и того же процесса были предложены два термина, причем авторы обоих терминов исходили из аналогии с потенцио- и кондуктометрией . Однако термин, предложенный Кольтгофом, нельзя считать правильным, на что впервые обратили наше внимание Гей ровский и Смолер. В самом деле, термин амперометрия неудачен по следующим причинам 1) измерение силы тока применяется в аналитической химии и в ряде других случаев, например при фотоколориметрии, термографии и т. п. 2) термин амперометрическое титрование не отражает того обстоятельства, что измерение силы тока в данном случае связано с явлением поляризации электродов в процессе электролиза. Кроме того, если говорить об аналогии с терминами по-тенциометрия и кондуктометрия , то следовало бы остановиться на термине куррентометрия (по выражению проф. Смолера), поскольку в основе этих терминов лежит название измеряемого электрического параметра, а не единицы измерения (с этой точки зрения неправильным является также термин кулонометрическое титрование). [c.11]

    Может быть не лишне сказать еще вкратце о способе, при помощи которого можно определять электрическую энергию и без измерения электродвижущей силы. С этой целью, например, элемент, находищийся в калориметре, замыкается очень большим внешним сопротивлением, по сравнению с которым можно пренебречь внутренним сопротивлением глемента. Затем электрическую энергию превращают в теплоту. Количество тепло ы, выделяемое в единицу времени, согласно закону Джоуля, равно WJ , где W—сопротинление, а J—сила тока. Путем измерения силы тока можно, зная сопротивление, определить электрическую энергию, лаваемую элементом в единицу времени, а затем уже легко вычис- [c.168]

    Колнчестиенное определение основано на измерении высоты полярографической полны, т. е. значении предельного тока. По мере увеличения напр 5жеиия скорость восстановления ионов определяемого металла на катоде непрерывно возраст,чет и непосредственно прилегающий к катоду слон раствора все более и более обедняется этими ионами. В конце концов система достигнет такого состояния, ири котором количество иоиов, разряжающихся в единицу времени на катоде, равно количеству ионов, которые подходят к катоду в результате диффузии нз более отдаленных частей раствора. Начиная с этого момента дальнейшее увеличение силы тока с [c.453]

    Законы Фарадея для стационарных токов абсолютно строги. На этих законах основывается очень точный метод измерения количества электричества путем измерения массы или объема реагирующего или выделяюн егося вещества (кулонометрия). Раньше с помощью законов Фарадея определяли единицу силы тока — Международный ампер — как силу неизменяю-щегося тока, который, проходя через водный раствор нитрата серебра, отлагает на катоде 1,1П800 мг серебра в секунду (в настоящее время в системе СИ дается другое определение ампера).  [c.30]

    Удельное объемное электрическое сопротивление Ру — сопротивление между электродами, приложенными к противоположным граням единичного куба данного вещества выражается в системе СИ в ом-м илл в кратных и дольных от этой единицы — Том м, Гом м, ом-см и др.). Значение ру определяется наличием в полимере заряженных частиц и их подвижностью. При внесении полимера в постоянное поле ру увеличивается во времени вследствие поляризационных процессов (см. Диэлектрическая проницаемость). После установления стационарной поляризации образец характеризуется остаточным (т. е. не зависящим от времени) значением ру, к-рое определяется количеством свободных заряженных частиц в единице объема, строением полимера и темп-рой. Грубую оценку остаточного ру часто производят по значению силы тока, измеренной спустя 10 мин после подачи напряжения на образец. Значения ру 1Том-м ом-см) стеклообразных полимеров при 20 °С приведены ниже  [c.369]

---

Электричество и аналогия с водопадом

Для содержательного обсуждения электрохимии необходимо определить фундаментальные свойства электричества.

Введение

Напряжение между двумя точками — это краткое название электрической силы, которая будет управлять электрическим током между этими точками. В случае статических электрических полей напряжение между двумя точками равно разности электрических потенциалов между этими точками. В более общем случае с электрическими и магнитными полями, которые меняются со временем, эти термины больше не являются синонимами.Электрический потенциал — это энергия, необходимая для перемещения единичного электрического заряда в определенное место в статическом электрическом поле. Первое — это напряжение , обычно сокращенно «В» и измеряемое в вольт (также сокращенно «В»). Напряжение, также иногда называемое разностью потенциалов , или электродвижущая сила (ЭДС) , относится к величине потенциала. энергия, которую электроны имеют в объекте или цепи. В некотором смысле вы можете думать об этом как о количестве «толчка», которое электроны совершают, пытаясь приблизиться к положительному заряду. Чем больше энергии у электронов, тем сильнее напряжение.

Ток означает скорость протекания электрического заряда. Этот текущий электрический заряд обычно переносится движущимися электронами в проводнике, таком как провод; в электролите он переносится ионами. Единицей измерения скорости электрического заряда в системе СИ является ампер. Электрический ток измеряется амперметром. Ток обычно обозначается аббревиатурой «I» («С» зарезервирован для принципа заряда , самого фундаментального строительного блока электричества.) Ток измеряется в ампер или ампер , сокращение «А». Ток относится к тому, сколько электричества течет — сколько электронов перемещается по цепи за единицу времени.

Сопротивление объекта является мерой его сопротивления прохождению постоянного электрического тока. Объект с однородным поперечным сечением будет иметь сопротивление, пропорциональное его длине, обратно пропорциональное его площади поперечного сечения и пропорциональное удельному сопротивлению материала. Открытое Георгом Омом в 1827 году электрическое сопротивление имеет некоторые концептуальные параллели с механическим понятием трения. Единица измерения электрического сопротивления в системе СИ — ом (Ом). Сопротивление означает, насколько материал, проводящий электричество, противодействует потоку электронов. Чем выше сопротивление, тем труднее электронам проходить сквозь него.

Аналогия с водопадом

Если мы проведем аналогию с водопадом, напряжение будет представлять высоту водопада: чем оно выше, тем больше потенциальной энергии имеет вода в силу своего расстояния от дна водопада, и тем больше энергии она будет отдавать. владеть, когда он падает на дно.Затем ток показывает, сколько воды проходит через край водопада каждую секунду. Сопротивление относится к любым препятствиям, которые замедляют поток воды через край водопада (например, камни в реке перед краем).

Водопад	Водопад Анхель в Венесуэле	Водопад Бридалвейл в долине Йосемити (Калифорния)	Ниагарский водопад (Нью-Йорк и Канада)
Высота (напряжение)	Впечатляюще большой 979 м (3212 футов) в Венесуэле	Среднее 188 м (617 футов)	Малый 52 м (167 футов)
Расход (ток)	Средний?	Средняя 1800 м 3 в минуту при высоком расходе	Впечатляюще Большой 168000 м 3 воды падает за линию гребня каждую минуту при большом потоке
Сопротивление	Незначительная	Незначительная	Незначительная

Закон Ома

Эти напряжение, ток и сопротивление связаны с помощью принципа, известного как закон Ома:

\ [V = I * R \]

, в котором указано, что напряжение в цепи равно току в цепи, умноженному на ее сопротивление. Другой способ формулировки закона Ома, который часто легче понять, это:

\ [I = V / R \]

, что означает, что ток в цепи равен напряжению, деленному на сопротивление. Это имеет смысл, если вы подумаете о нашем примере с водопадом: чем выше водопад, тем больше воды захочется пройти, но это возможно только в той степени, в которой это возможно, в результате любых противостоящих сил. Если вы попытаетесь протянуть Ниагарский водопад через садовый шланг, вы получите столько воды каждую секунду, независимо от того, насколько высока высота водопада и сколько воды ждало, чтобы пройти! А если вы замените этот шланг на шланг большего диаметра, вы получите больше воды за то же время.

Конвертер напряженности электрического поля

• Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Сухой объем и общие измерения при приготовлении пищи Конвертер площади Конвертер объема и общих измерений при приготовлении пищиПреобразователь температурыПреобразователь давления, напряжения, модуля ЮнгаПреобразователь энергии и работыПреобразователь мощностиПреобразователь силыПреобразователь времениЛинейный конвертер скорости и скорости Конвертер топливной эффективности, расхода топлива и экономии топливаКонвертер чиселПреобразователь единиц информации и хранения данныхКурсы валютЖенская одежда и размеры обувиМужская одежда и размеры обувиПреобразователь угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер удельной плотностиПреобразователь удельного объемаПреобразователь энергии инерции Конвертер сгорания (на массу) Конвертер удельной энергии, теплоты сгорания (на единицу объема) re Конвертер интерваловКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер теплопроводностиКонвертер удельной теплоемкостиКонвертер плотности тепла, плотности пожарной нагрузкиКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициентов теплопередачиКонвертер массового расходаКонвертер массового расходаКонвертер массового расходаКонвертер массового потока Конвертер массового расхода (Конвертер молярной концентрации) Конвертер вязкости Конвертер натяженияПроницаемость, проницаемость, проницаемость водяного параКонвертер скорости передачи водяных паровКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофонаКонвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с выбираемым эталонным давлениемКонвертер яркостиПреобразователь световой интенсивностиПреобразователь яркостиЦифровой преобразователь разрешения изображенияПреобразователь частоты и длины волныОптическая мощность (диоптрическая мощность) Конвертер диоптрии) в увеличение (X) E Преобразователь электрического токаЛинейный преобразователь плотности зарядаПреобразователь поверхностной плотности зарядаПреобразователь уровня объёмного зарядаПреобразователь электрического токаЛинейный преобразователь плотности токаПоверхностный преобразователь плотности токаПреобразователь напряженности электрического поляПреобразователь электрического потенциала и напряженияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь электрической проводимостиПреобразователь электрической проводимости в дБ Ватты и другие единицы измеренияПреобразователь магнитодвижущей силыПреобразователь напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаПреобразователь плотности магнитного потокаМощность поглощенной дозы излучения, Конвертер мощности суммарной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Преобразователь радиоактивного распада Преобразователь радиационного воздействияРадиация. Конвертер поглощенной дозы Конвертер метрических префиксов Конвертер передачи данных Конвертер единиц типографии и цифровых изображений Конвертер единиц измерения объема древесиныКалькулятор молярной массыПериодическая таблица

Обзор

Мы живем в океане электрических и магнитных полей. Также как когда океан спокоен, эти поля могут быть более или менее стабильными, но приходит шторм, и они могут стать очень грубыми.

С детства мы знаем, что намагниченная стрелка компаса указывает на Северный геомагнитный полюс Земли.Изобретение компаса сыграло значительную роль в нашем человеческом развитии. Особенно это касалось развития морского судоходства.

По сравнению с магнитным полем электрическое поле Земли не проявляет своих свойств, и его обычно трудно обнаружить без специального оборудования. Однако мы можем видеть эффекты электрического поля, когда проводим пластиковой расческой по вымытым и высушенным волосам: именно благодаря электрическому полю волосы поднимаются, следуя за щеткой. Похожий эффект происходит, когда мы перемещаем одну и ту же расческу по небольшим кусочкам бумаги или полиэтиленовой пленки, и эти кусочки преодолевают силу тяжести, подпрыгивают и прилипают к расческе.

Тем не менее, приближается гроза, и мы чувствуем ее приближение без всякого оборудования. Мы видим вспышки далеких молний и слышим гром, возвещающий о приближающейся буре. Это создает помехи для радио- и телевещания, а молния может даже повредить радио и электронные устройства.

Нью-Йорк

Примером может служить отключение электроэнергии в Нью-Йорке в 1977 году, когда большая часть города была отключена от электричества после серии вспышек молнии, поразивших несколько различных линий электропередачи.Геомагнитные бури в космосе также могут вызывать перебои в электроснабжении города, региона, а иногда и всей страны. Примером может служить отключение электроэнергии в Квебеке в 1989 году. Эти штормы также могут вызвать перебои в работе межконтинентальной телеграфной связи, как во время события Кэррингтона, которое произошло в 1859 году в результате солнечной бури. Однако следует отметить, что эти геомагнитные возмущения магнитного поля Земли обычно составляют менее 1% от общего количества заметных магнитных возмущений.

Насколько мы понимаем в настоящий момент, изменения электрического и магнитного полей во времени создают электромагнитные поля, которые можно рассматривать как единые целостные сущности, которые изменяются либо с более низкой, либо с более высокой частотой. Электромагнитный спектр этих частот широк, от инфранизких частот в доли герца до гамма-излучения с частотой в экзагерцах.

Вот любопытный, но малоизвестный факт: мощность сигнала, излучаемого Землей в узком диапазоне частот, используемых для теле-, радиовещания и спутников связи, превышает мощность солнечного излучения.Некоторые радиоастрономы предлагают искать внеземные цивилизации на основе этого фактора. Другие ученые, с другой стороны, считают этот факт доказательством нашей нынешней некомпетентности в управлении нашими природными энергетическими ресурсами и доказательством того, что нашим нынешним технологиям предстоит пройти долгий путь.

Одной из важнейших характеристик электрического (как и магнитного) поля является его напряженность. Когда он превышается для конкретной среды (например, 30 кВ / см для воздуха), возникает электрический пробой, проявляющийся в виде разряда в виде искры или даже дуги.Пример такого разряда есть в электрических зажигалках. Мощность этого разряда в электрических зажигалках настолько мала, что его энергии хватает только на то, чтобы нагреть газ до температуры его горения.

Молния и ионосфера

Мощность одиночной молнии при среднем напряжении 20 миллионов вольт и токе 20 тысяч ампер может составлять около 200 миллионов киловатт. Это число учитывает тот факт, что при ударе молнии напряжение падает с максимального значения до нуля.Одна большая гроза производит достаточно энергии молнии, чтобы удовлетворить потребности в энергии всего населения США в течение двадцати минут.

Учитывая тот факт, что на Земле одновременно происходит около 2000 гроз, очень привлекательной перспективой является возможность использовать электричество, производимое в ионосфере Земли. Существует несколько проектов, направленных на использование энергии молнии с помощью специальных громоотводов или инициализацию разряда, возникающего при ударе молнии. Для этого у нас уже есть технологии искусственного срабатывания грозового разряда.Это достигается запуском небольших ракет или воздушных змеев, соединенных с Землей проводниками. Некоторые перспективные текущие исследования включают технологии, которые запускают освещение, создавая проводящие каналы за счет ионизации атмосферы с помощью мощных лазеров или микроволнового излучения. Это минимизирует затраты, потому что нам не нужно беспокоиться о стоимости проводов, которые испаряются при ударе молнии.

По сути, нам не нужно вырабатывать электроэнергию, нам просто нужно собирать, хранить и преобразовывать ее в простую в использовании форму энергии.На данный момент у нас нет подходящих технологий для этого, но мы возлагаем большие надежды на технологии будущего. Некоторые возможные способы использовать эту энергию — использовать новые материалы, такие как графен, а также сверхпроводящие магниты. Альтернативой является создание суперконденсаторов с чрезвычайно высокой плотностью энергии.

Физика северного сияния такая же, как и для свечения газоразрядных ламп в электромагнитном поле, как мы можем видеть на этой иллюстрации. Свет излучается в результате ионизации и возбуждения атомов атмосферных газов и их последующего возврата в нормальное состояние.

Возможно, однажды мы сможем воплотить в жизнь мечту гения электричества Николы Теслы, американского ученого сербского происхождения. Он хотел иметь возможность собирать электрическую энергию в определенном количестве и из любого места на Земле, даже из атмосферы. Во время своих экспериментов по генерации молний в своей лаборатории в Колорадо-Спрингс в 1889 году ему удалось генерировать и передавать электрическую энергию такого высокого напряжения, что некоторые лошади по соседству упали из-за удара электрическим током, который они получили через свои металлические подковы.Бабочки летали в окружении огней Святого Эльма, пешеходы шли сквозь искры, искры вылетали из кранов с водой. Возможно, именно благодаря таким экспериментам при нем люди считали его сумасшедшим и опасным, воплощением безумного ученого.

Не зря говорят, что между гением и безумием есть тонкая грань.

Немного истории

Слева направо: Джеймс Клерк Максвелл, Шарль-Огюстен де Кулон и Майкл Фарадей; источник: commons.wikimedia.org

Понятие силы электрического поля напрямую связано с электрическими зарядами и электрическими полями, создаваемыми этими зарядами.

Визуализация силовых линий электрического поля с помощью перманганата калия. Напряжение 30 В постоянного тока подается на два электрода, которые стоят на кусках фильтровальной бумаги, пропитанной хлоридом натрия.

Закон взаимодействия между электрическими зарядами, открытый Шарлем-Огюстеном де Кулоном в 1785 году, известный как закон электростатического взаимодействия Кулона. дал физикам инструменты для расчета свойств этих взаимодействий. Этот закон очень похож на закон всемирного тяготения Ньютона, открытый ранее. Одно существенное отличие состоит в том, что закон Кулона рассматривает взаимодействие различных зарядов, отрицательных и положительных, в то время как закон всемирного тяготения говорит только об одном типе взаимодействия, при котором тела могут только притягиваться друг к другу.

Подобно Ньютону, который не мог объяснить причину гравитации, Кулон также не объяснил причину взаимодействия между электрическими зарядами.

Некоторые из лучших ученых того времени предлагали различные гипотезы о природе этих сил, в том числе теории ближнего и дальнего взаимодействия.Первые предполагали, что присутствует промежуточный агент, известный как мировой эфир, и считалось, что он обладает очень необычными свойствами, например очень высокой эластичностью при чрезвычайно низкой плотности и вязкости. Это произошло потому, что в то время ученые считали, что силам требуется определенная среда, и в этом случае среда считалась жидкостью. Мы перестали изучать эти среды совсем недавно, в ХХ веке, благодаря экспериментам американского физика Альберта Майкельсона и благодаря Альберту Эйнштейну, развивающему свою теорию относительности.

Визуализация линий поля с использованием моторного масла и манной крупы. Масло и манная крупа — диэлектрики. При приложении постоянного напряжения 30 кВ частицы манной крупы выравниваются вдоль силовых линий, которые проходят от центра к кольцевому электроду.

Исследования выдающихся британских физиков Майкла Фарадея и Джеймса Клерка Максвелла в конце XIX века сыграли основополагающую роль в продвижении этой области в правильном направлении. Майкл Фарадей показал связь между магнитным и электрическим полями, когда представил концепцию поля и создал визуализацию этого взаимодействия с помощью силовых линий.Современный способ изображения электромагнитных и других векторных полей — использование силовых линий.

Подобно визуализации силовых линий магнитного поля, которое создается путем распространения металлических опилок в магнитном поле, создаваемом магнитом, Фарадей создал визуализацию электрического поля, поместив кристаллы диэлектрического хинина в вязкую жидкость, которым в его случае было касторовое масло. Эти кристаллы образовывали интересные цепочки возле заряженных объектов; их форма зависела от распределения зарядов.

Основным вкладом Фарадея было представление о том, что электрические заряды не действуют друг на друга напрямую. Каждый заряд создает вокруг себя электрическое поле, а также магнитное, если он движется. Явления электромагнетизма на самом деле вызваны изменением количества силовых линий, заключенных в заданный контур.

Визуализация силовых линий электрического поля с использованием моторного масла и манной крупы для двух линейных электродов с напряжением 30 кВ

Здесь количество силовых линий относится к напряженности электрического или магнитного поля.

Известный земляк Фарадея Дж. К. Максвелл резюмировал свои идеи количественно и математически, что чрезвычайно важно в физике. Его уравнения стали фундаментальными при изучении как теоретической, так и практической электродинамики. Его работа положила конец изучению дальнодействующего взаимодействия, потому что его исследования предсказали конечную скорость распространения электромагнитного взаимодействия в вакууме.

Используя работы Максвелла, гениальный физик 20 века Альберт Эйнштейн позже постулировал конечную природу скорости света.На этой исходной посылке он построил свою специальную и общую теорию относительности.

Современная физика придает иное значение понятию действия на расстоянии. Силы, которые уменьшаются с расстоянием по закону обратных квадратов (r ^-n ), считаются силами, действующими на большом расстоянии. Они включают в себя гравитационные и электромагнитные силы, которые уменьшаются пропорционально обратному квадрату расстояния и действуют на объекты в мире в обычных условиях.

В атомном мире действуют разные силы, которые быстро убывают с расстоянием. К ним относятся сильные и слабые взаимодействия, которые действуют на объекты в мире элементарных частиц.

Определение силы электрического поля

Напряженность электрического поля является вектором. Он характеризует электрическое поле в данной точке и равен отношению величины силы, действующей на неподвижный электрический заряд, находящийся в этой точке, и величины заряда. Он обозначается буквой E и рассчитывается по формуле:

E = F / q

, где E — вектор напряженности электрического поля, F — вектор напряженности электрического поля. вектор силы, приложенной к точечному заряду, а q — заряд объекта.

Каждая точка в пространстве имеет собственное значение напряженности вектора электрического поля, поскольку электрическое поле может изменяться со временем. Поэтому, когда мы описываем напряженность вектора электрического поля, мы включаем не только координаты для пространства, но и для времени.

E = f ( x, y, z, t )

В SI напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метр (В / м) или в ньютонах на кулон (N / C). ).

Кроме того, используются единицы, производные от вольт на метр, включая вольт на сантиметр (В / см). В электротехнике также используются киловольт на метр (кВ / м) и киловольт на сантиметр (кВ / см).

Страны, в которых не используется метрическая система для определения расстояния, используют вместо этого вольты на дюйм (В / дюйм).

Физика силы электрического поля

Как мы обсуждали ранее, расчеты векторных электрических полей (то есть вычисление напряженности электрических полей) физических объектов выполняются с использованием уравнений Максвелла для электростатики и расходимости Гаусса. теорема, которая является частью уравнений Максвелла.

При проведении этих расчетов необходимо учитывать особенности поведения электрических полей в различных средах, поскольку их проявления зависят от проводимости материала или вещества.

Электрическое поле в диэлектриках

Электретный конденсаторный микрофон для iPhone

Когда электрическое поле высокой силы действует на объект, сделанный из диэлектрика, полярные молекулы внутри этого объекта, которые ранее были ориентированы случайным образом, обычно переориентируются в сторону электрическое поле. Это называется поляризацией. Эта новая ориентация сохраняется даже тогда, когда электрическое поле перестает воздействовать на объект. Чтобы вернуть молекулы обратно в их исходное состояние, нам нужно применить поле, которое имеет противоположную ориентацию относительно этого объекта.

Это явление называется диэлектрическим гистерезисом. Есть и другие способы вернуть диэлектрик в исходное состояние. Самый распространенный способ включает нагрев объекта, который вызывает фазовый переход.

Эти типы материалов называются сегнетоэлектриками. В их состав входят материалы, которые имеют очень высокую петлю диэлектрического гистерезиса и могут оставаться поляризованными в течение длительного времени. Мы называем эти материалы электретами и можем рассматривать их как эквиваленты постоянных магнитов, которые создают постоянное электрическое поле.

Гистерезис в сегнетоэлектриках

Отметим, что сегнетоэлектрики не имеют ничего общего с железом. Они были названы так потому, что явление сегнетоэлектричества, которое является свойством сегнетоэлектриков, аналогично ферромагнетизму.

Когда на молекулы диэлектрического материала действует переменное электрическое поле, молекулы начинают действовать по-другому. Они постоянно меняют свои заряды с каждым полупериодом поля, примененного к ним. Мы знаем об этом поведении благодаря Дж.К. Максвелл, который ввел понятие тока смещения.

Это явление проявляется при приложении переменного тока к связанным зарядам, а именно к электронам и ядрам атомов диэлектрических молекул. Электрическое поле заставляет их колебаться относительно центра молекулы.

Электрическое поле на поверхности металлов

Воздействие электрического поля на металлы совершенно иное. Поскольку у металлов есть свободные заряды (электроны) относительно любого электрического или электромагнитного поля, они становятся похожими на оптическое зеркало, которое отражает свет.

Направленные параболические спутниковые антенны

Большинство направленных антенн для радиосигналов построены на этом принципе. Независимо от конструкции антенны, в ней всегда есть основной компонент, дефлектор, который может значительно усилить сигнал и, таким образом, улучшить качество обнаружения сигнала. Этот дефлектор может быть любой формы, он может быть даже очень похож на зеркало, по форме напоминающий параболический дефлектор антенны для спутниковых сигналов. По сути, дефлектор может представлять собой блок, концентрирующий напряженность электрического поля.

Поскольку металлы отражают электрические и электромагнитные поля, это свойство используется в клетке электростатической защиты, известной как клетка Фарадея или щит. Металлы этих клеток полностью изолируют пространство внутри них от воздействия электрических и электромагнитных полей. Гений электричества Никола Тесла хорошо знал об этом свойстве и удивил ничего не подозревающую публику, появившись внутри клетки, окруженной ореолом электрических разрядов, которые генерировались резонансным трансформатором.Теперь мы называем это трансформатором Тесла или катушкой Тесла.

Катушка Тесла и человеческое «колесо хомяка» в Канадском музее науки и техники в Оттаве. Посетители музея должны произвести около 100 ватт энергии, чтобы создать искру.

В 1997 году физик из Калифорнии Остин Ричардс создал гибкое защитное снаряжение, которое защищает человека от электростатических разрядов катушки Тесла. Благодаря этому изобретению он с 1998 года выступает в роли доктора Мегавольт в шоу «Горящий человек».

Современные конференц-залы, предназначенные для секретных встреч, также построены с использованием клетки Фарадея. Следует отметить, что исследователи из секретных лабораторий КГБ в какой-то момент истории смогли обойти эту технологию. У них были жуки, встроенные отдельными блоками в несущие стены здания. Это было сделано в предположении, что они будут генерировать ответно-модулированный сигнал при воздействии радиации и позволят зафиксировать секреты американских дипломатов.

Примеры систем и устройств, использующих электрическое поле

Помещение, в котором используется электронный микроскоп, должно иметь хорошую звукоизоляцию. Из-за этого требования он часто напоминает студию звукозаписи без окна.

Существует множество примеров использования электрического поля и столько же примеров защиты от воздействия электрического поля.

Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ)

Одним из принципов работы сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) является создание электрического поля между образцом и зондом такой силы, что оно превышает работу выхода выходящих электронов. пример.Это достигается за счет создания разности потенциалов между зондом и образцом и за счет их сближения друг с другом так, чтобы расстояние между ними составляло менее 1 нанометра. Затем мы можем нанести на карту поверхность образца и получить представление о его профиле, измерив туннельный ток при перемещении зонда по поверхности образца.

Сотни метеозондов отправляются в ионосферу метеорологическими станциями по всему миру. Они прикреплены к воздушным шарам, заполненным водородом.Зонды, подобные изображенному на фотографии из Канадского музея науки и техники, использовались в середине двадцатого века.

Поскольку это устройство очень чувствительно к механическим колебаниям, помещения, в которых находятся сканирующие туннельные микроскопы, обладают особыми свойствами. Один из них — хорошая звукоизоляция — поверхность полов, потолка и окон должна быть покрыта материалами, поглощающими вибрации, вызванные звуковыми волнами.

Приборы для измерения и оповещения

В соответствии с требованиями охраны труда помещения классифицируются по величине присутствующего в них электрического поля.В зависимости от этого уровня количество времени, проводимого в этих помещениях, строго регулируется. Напряженность электрического поля измеряется с помощью различных устройств.

Метеорологи отслеживают электрическое поле Земли, измеряя его силу как на поверхности, так и в различных слоях атмосферы, используя метеозонд.

Электрики, работающие с высоковольтными линиями электропередач, используют различные устройства оповещения для контроля напряженности электрического поля. Эти устройства выдают уведомление, когда значения достигают критической точки, которая считается опасной.

Электростатическая и электромагнитная защита

Еще в 1836 году Фарадей использовал изобретенное им экранирующее устройство. Он был разработан для защиты окружающей среды, в которой он проводил химические эксперименты, от воздействия электростатики. Теперь это устройство известно как клетка Фарадея. Корпус может быть выполнен из сплошного перфорированного проводящего материала или из проводящей сетки.

Микроволновая печь — это, по сути, клетка Фарадея, за исключением того, что она блокирует внутреннее, а не внешнее излучение.На нижнем фото видно, что размер ячейки сетки составляет около 3 мм. Это намного меньше длины волны электромагнитного излучения микроволновой печи, которая составляет около 12 см.

Это же устройство может успешно использоваться для блокировки электромагнитного излучения с длиной волны, значительно превышающей размер ячеек сетки или перфорационных отверстий в корпусе из листа перфорированного металла.

Современные технологии используют клетки Фарадея в физических лабораториях и экспериментальных установках, в лабораториях аналитической химии и в измерительных устройствах. Они также установлены в конференц-залах, оборудованных для закрытых секретных встреч, и даже были установлены в помещении, используемом для встречи конклава кардиналов в Ватикане во время последних выборов Папы.

Клетки Фарадея также используются в некоторых диагностических центрах и больницах, например, в комнатах, где проводится МРТ.

Даже обычная микроволновая печь, которая есть у большинства из нас дома, — это клетка Фарадея. Прозрачное окно, которое позволяет нам заглянуть внутрь, на самом деле не пропускает микроволновое излучение, потому что оно покрыто проводящей сеткой, ячейки которой намного меньше длины волны электромагнитного излучения, используемого в духовке.

Экранирование соединительных проводов и коаксиальных кабелей широко используется в радиоэлектронике, вычислительной технике и коммуникационных технологиях для защиты внешнего электромагнитного излучения от помех работе кабелей, а также для предотвращения выхода внутреннего электромагнитного излучения в окружающую среду. . Мы также можем назвать эти щиты клетками Фарадея.

Эксперименты по воздействию электрического поля на металлы и газы

Можно освещать тонкие люминесцентные лампы, используемые в качестве подсветки в жидкокристаллических дисплеях, с помощью плазменного шара, не подключая их к какому-либо другому источнику питания

Зажигание неоновой лампы с помощью плазменного шара

Учитывая, что для точных измерений напряженности электрического поля требуются специальные устройства, здесь мы рассмотрим свойства электрического поля с помощью простых доступных устройств.

Плазменный шар

Возьмем неоновую, люминесцентную или любую другую газоразрядную лампу, наполненную инертным газом, как индикатор силы измеряемого электрического поля. Мы можем использовать плазменный шар для создания электрического поля. Он может генерировать переменное электрическое поле высокой напряженности с частотой около 25 кГц.

Если мы коснемся плазменного шара пальцами, плазменные нити сосредоточатся вокруг области, к которой мы прикасаемся.

Если мы поместим нашу лампу рядом с изолирующей сферой плазменного шара, она начнет светиться.Это происходит даже тогда, когда лампа разбита, если ее трубка не повреждена. Свечение — индикатор наличия электрического поля.

Это свечение возможно, потому что электромагнитное поле проникает через стеклянные колбы обеих ламп. Электрическое поле возбуждает электроны верхней оболочки атомов газа, и когда эти атомы возвращаются в свое нормальное состояние, они излучают свет.

Если поднести руку к плазменному шару, плазменная нить станет толще, потому что в точке, где рука ближе всего к лампе, увеличивается напряженность электрического поля.

Использование осциллографа для оценки напряженности электрического поля

Давайте подключим пробник, сделанный из куска проволоки длиной около 15 см, ко входу осциллографа. Теперь поднесем этот зонд к плазменному шару. Мы видим колебания с той же частотой 25 кГц и амплитудой 25 вольт. На электрод земного шара подается высокое переменное напряжение. Это создает переменное электрическое поле в пространстве вокруг области. Мы видим, что по мере увеличения расстояния между лампой и датчиком диапазон сигнала уменьшается, как на изображениях с 1 по 3.Уменьшение амплитуды сигнала, отображаемого на осциллографе, говорит нам о том, что сила электрического поля уменьшается с расстоянием.

Экранирование электромагнитного поля

Подключим экранированный измерительный кабель ко входу осциллографа, как показано на рисунке 4. Диапазон регистрируемого осциллографом сигнала уменьшится почти до нуля. Экранирование кабеля действует как клетка Фарадея, предотвращая добавление электромагнитных сигналов, генерируемых плазменным шаром, к сердечнику коаксиального кабеля.

Эту статью написал Сергей Акишкин

Есть ли у вас трудности с переводом единицы измерения на другой язык? Помощь доступна! Задайте свой вопрос в TCTerms , и вы получите ответ от опытных технических переводчиков в считанные минуты.

Алкогольные установки — NHS

Мы должны следить за тем, сколько мы выпиваем, но многие ли из нас действительно знают, что такое единица алкоголя?

При таком большом количестве напитков и размеров стаканов, от рюмок до пинт, не говоря уже о бутылках, легко запутаться, сколько единиц в вашем напитке.

Воспользуйтесь этим кратким руководством, чтобы определить, сколько единиц в вашей любимой пинте пива или стакане вина.

Идея подсчета единиц алкоголя была впервые представлена ​​в Великобритании в 1987 году, чтобы помочь людям отслеживать свое употребление алкоголя.

Единицы — это простой способ выразить количество чистого алкоголя в напитке.

Одна единица равна 10 мл или 8 г чистого спирта, что примерно соответствует количеству алкоголя, которое средний взрослый может обработать за час.

Это означает, что в течение часа, теоретически, в крови взрослого человека должно быть мало или совсем не должно быть алкоголя, хотя это будет варьироваться от человека к человеку.

Количество единиц напитка зависит от его размера и крепости.

Например, пинта крепкого лагера содержит 3 единицы алкоголя, тогда как такой же объем лагера низкой крепости содержит чуть более 2 единиц.

Знание своих единиц поможет вам контролировать свое употребление алкоголя.

Чтобы снизить риск для здоровья от алкоголя на низком уровне, если вы пьете большую часть недель:

• мужчинам и женщинам рекомендуется не пить более 14 единиц в неделю на регулярной основе
• распределите потребление алкоголя на 3 или более дней, если вы регулярно пьете до 14 единиц в неделю
• , если вы хотите сократить потребление, старайтесь еженедельно проводить несколько дней без напитков

Четырнадцать единиц эквивалентны 6 пинтам пива средней крепости или 10 маленьким бокалам вина низкой крепости.

Счетные единицы

Использование единиц измерения — это более простой способ представления содержания алкоголя в напитке — обычно выражается с помощью стандартной меры алкоголя по объему (ABV).

Крепость

— это количество чистого алкоголя в процентах от общего объема жидкости в напитке.

Вы можете найти крепость алкоголя на этикетках банок и бутылок, иногда написанную как «объем» или «объем алкоголя», или вы можете спросить персонал бара о конкретных напитках.

Например, вино с надписью «12% ABV» или «12% алкоголя» означает, что 12% объема этого напитка составляет чистый алкоголь.

Вы можете вычислить, сколько единиц содержится в любом напитке, умножив общий объем напитка (в мл) на его крепость (измеренную в процентах) и разделив результат на 1000.

• крепость (ABV) x объем (мл) ÷ 1000 = единицы

Например, чтобы определить количество единиц в пинте (568 мл) крепкого лагера (крепость 5,2%):

• 5,2 (%) x 568 (мл) ÷ 1000 = 2,95 единиц

Для более быстрого метода используйте калькулятор единиц Alcohol Change UK.

Напитки и напитки

Бутылка красного, белого или розового вина объемом 750 мл (крепость 13,5%) содержит 10 единиц.

См. Руководство ниже, чтобы узнать, сколько единиц в вашем любимом напитке.

Тип напитка	Кол-во алкогольных единиц
Небольшая порция спиртных напитков * (25 мл, крепость 40%)	1 шт.
Алкопоп (275 мл, крепость 5.5%)	1,5 шт.
Маленький бокал красного / белого / розового вина (125 мл, крепость 12%)	1,5 шт.
Бутылка лагера / пива / сидра (330 мл, крепость 5%)	1,7 шт.
Банка лагера / пива / сидра (440 мл, крепость 5,5%)	2 шт.
Пинта лагера / пива / сидра низкой крепости (крепость 3,6%)	2 шт.
Стандартный бокал красного / белого / розового вина (175 мл, крепость 12%)	2.1 шт.
Пинта более крепкого лагера / пива / сидра (крепость 5,2%)	3 шт.
Большой бокал красного / белого / розового вина (250 мл, крепость 12%)	3 шт.

* Джин, ром, водка, виски, текила, самбука. Большие (35 мл) единичные меры крепких напитков составляют 1,4 единицы.

Последняя проверка страницы: 13 апреля 2018 г.
Срок следующей проверки: 13 апреля 2021 г.

6 тестов для измерения прочности материала

Часто существует несколько критериев, которые следует учитывать при выборе материала для конкретной цели.Коррозионная стойкость и износостойкость являются важными факторами, но не менее важна прочность материала. Прочность материалов сильно различается в зависимости от группы материалов. Даже в пределах одной группы значения прочности могут сильно различаться в зависимости от добавленных легирующих элементов и способа изготовления материала. Прочность материала — очень важный атрибут, поэтому полезно знать, как материалы испытывают, чтобы измерить их прочность. Вот шесть распространенных способов измерения прочности материала.

Испытание на растяжение

Испытание на растяжение — один из самых популярных способов испытания механических свойств материала. Испытание на растяжение выполняется на специальном оборудовании, известном как машина для испытания на растяжение или универсальная испытательная машина (которая может выполнять различные испытания).

Важно правильно подготовить образец перед испытанием на растяжение. Образец для испытаний обычно имеет форму гантели и должен иметь более толстое поперечное сечение на каждом конце, потому что они удерживаются в зажиме машиной для испытания на растяжение.Площадь поперечного сечения в центре образца должна быть известна, чтобы предел прочности при растяжении можно было количественно определить с помощью измерения нагрузки / площади. (Подробнее см. В разделе «Углубленный анализ прочности на растяжение».) Во время фактического испытания материал разрывается до тех пор, пока не произойдет отказ, а приложенная нагрузка фиксируется и записывается на протяжении всего процесса.

Испытание на растяжение обычно измеряется в фунтах на квадратный дюйм или в аналогичных единицах. С помощью этого метода можно рассчитать модуль упругости, предел текучести, предел прочности при растяжении, пластичность, характеристики деформационного упрочнения, модуль Юнга и коэффициент Пуассона.

Испытания на сжатие

Противоположностью испытаниям на растяжение являются испытания на сжатие, которые проводятся на машине для испытаний на сжатие или универсальной испытательной машине.

Исследуемый материал загружается в машину между двумя пластинами, которые затем прижимаются друг к другу до тех пор, пока материал не расколется. Испытания на сжатие обычно проводятся на хрупких материалах, таких как цемент и кирпич. Пластичные материалы невозможно точно испытать с помощью испытаний на сжатие, потому что они, как правило, подвергаются пластической деформации, а не разрушению.Испытание на сжатие обычно измеряется в фунтах на квадратный дюйм.

Испытания на усталость

Когда материал будет подвергаться циклическим нагрузкам, таким как удары или вибрация в транспортном средстве или оборудовании, которое периодически вращается в процессе массового производства, важно знать, сколько повторений нагрузки материал может выдержать, прежде чем он утомляется и терпит неудачу. Испытание на усталость выполняется путем взятия образца материала и его ускоренного моделирования повторяющейся нагрузки на испытательной машине, такой как гидравлический прибор для испытаний на усталость.Повторения считаются до тех пор, пока не произойдет разрушение материала. Исходя из этого, усталостная прочность материала рассчитывается с использованием диаграммы «напряжение-долговечность».

Рис. 1. Технический специалист наблюдает за испытаниями на рост усталостных трещин с помощью гидравлического усталостного прибора. (Источник: Космический центр имени Джонсона НАСА)

Испытания на кручение

Испытания на кручение используются для определения того, как материал будет реагировать на силы, вызывающие его скручивание. Материал, обладающий относительно высокой прочностью на растяжение или сжатие, может иметь небольшую способность выдерживать нагрузки, возникающие при кручении.(Для дальнейшего чтения по этой теме см. В чем разница между прочностью и ударной вязкостью?) Следовательно, этот тип испытаний важен при выборе материалов для крепежа, мостов и крыльев самолета, и это лишь некоторые из них.

При проведении испытания на кручение один конец образца прикрепляют к зажиму, который удерживает его в фиксированном положении. Другой конец образца прикреплен к патрону, который будет вращаться. В некоторых случаях тестируемый материал может быть прикреплен к двум зажимным патронам, которые вращаются в противоположных направлениях.Затем испытуемый образец поворачивают либо на указанное количество градусов, либо до тех пор, пока не произойдет разрушение. Бывают случаи, когда к скручивающей нагрузке прилагается сжимающая или растягивающая нагрузка; это называется испытанием на осевое кручение.

После разрушения образца или достижения желаемых градусов вращения, прилагаемые силы собираются и записываются, а также общие градусы вращения. Затем они используются вместе с размерами образца для расчета нескольких механических свойств, таких как пластичность, прочность на сдвиг (обычно измеряется в фунтах на квадратный дюйм), модуль упругости при сдвиге и некоторые другие характеристики.

Рис. 2. Пример результатов испытания на кручение.

Испытание на разрыв по нику

Испытание на разрыв по нику — это особый тип, который предназначен для проверки прочности сварных образцов. Для проведения испытания на разрыв с зазубринами на сварном образце вырезается небольшая выемка. Затем объект сталкивается с образцом, вызывая его разрушение. Это вызывает разрушение сварного шва. Образец с зазубринами всегда ломается в металлической части сварного шва.Хотя концы могут быть основным материалом, выемка всегда находится в металле сварного шва, и именно там происходит излом. Более конкретно, это вызывает его разрушение по пути наименьшего сопротивления, который обычно возникает там, где несплошность сварного шва существует, если таковая имеется. Затем можно исследовать поверхность излома, чтобы определить, действительно ли несплошность сварного шва отрицательно повлияла на прочность сварного шва.

Испытание на ползучесть

Ползучесть — это тип деформации, которая возникает, когда материал находится под нагрузкой в ​​условиях высоких температур. Если ползучесть продолжается достаточно долго, это может в конечном итоге вызвать разрушение материала.

Испытание на ползучесть определяет, насколько материал выдержит нагрузки при высоких температурах. Во время испытания на ползучесть образец материала для испытания на механическую обработку очень похож на образец для испытания на растяжение. Напряжение, приложенное к материалу, также обычно является растягивающим напряжением; однако это напряжение недостаточно велико, чтобы вызвать разрушение материала при обычных комнатных температурах. Затем температура окружающей среды повышается до или выше температуры, которой будет подвергаться материал во время его фактического применения.

Рис. 3. Пример выходных данных испытания на ползучесть.

Время, температура и величина деформации записываются в процессе испытания. Затем эти значения берутся и используются для расчета, как материал будет работать в условиях высокой температуры. Испытание на ползучесть обычно измеряется дюйм / дюйм / час или процент удлинения / час. Многие сырьевые материалы могут подвергаться ползучести и, в конечном итоге, выходить из строя, включая полимеры, керамику, бетон и металлы, а также изделия, изготовленные из них, такие как компоненты реактивных двигателей, печи и котлы.

Стандартный метод испытаний прочности уплотнения гибких барьерных материалов

Лицензионное соглашение ASTM

ВАЖНО — ВНИМАТЕЛЬНО ПРОЧИТАЙТЕ ДАННЫЕ УСЛОВИЯ ПЕРЕД ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННОГО ПРОДУКТА ASTM.
Приобретая подписку и нажимая на это соглашение, вы вступаете в контракт и подтверждаете, что вы прочитали это Лицензионное соглашение, что вы понимаете и соглашаетесь соблюдать его условия.Если вы не согласны с условиями настоящего Лицензионного соглашения, незамедлительно закройте эту страницу, не вводя продукт ASTM.

1. Право собственности:
Этот продукт защищен авторским правом, как компиляция и как отдельные стандарты, статьи и / или документы («Документы») ASTM («ASTM»), 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959 USA, за исключением случаев, когда прямо указано в тексте отдельных Документов.Все права защищены. Ты (Лицензиат) не имеет права собственности или других прав на Продукт ASTM или Документы. Это не распродажа; все права, титул и интерес к продукту или документам ASTM (как в электронном файле, так и на бумажном носителе) принадлежат ASTM. Вы не можете удалить или скрыть уведомление об авторских правах или другое уведомление, содержащееся в продукте или документах ASTM.

2.Определения.

A. Типы лицензиатов:

(i) Индивидуальный пользователь:
один уникальный компьютер с индивидуальным IP-адресом;

(ii) Один объект:
одно географическое местоположение или несколько сайты в пределах одного города, которые являются частью единой организационной единицы, управляемой централизованно; например, разные кампусы одного и того же университета в одном городе управляются централизованно.

(iii) Multi-Site:
организация или компания с независимо управляемые несколько населенных пунктов в одном городе; или организация или компания, расположенная более чем в одном городе, штате или стране, с центральной администрацией для всех местоположений.

B. Авторизованные пользователи:
любое физическое лицо, подписавшееся к этому продукту; если лицензия сайта, также включает зарегистрированных студентов, преподавателей или сотрудников, или сотрудником Лицензиата на Единственном или Многократном сайте.

3. Ограниченная лицензия.
ASTM предоставляет Лицензиату ограниченное, отзывная, неисключительная, непередаваемая лицензия на доступ посредством одного или нескольких авторизованные IP-адреса и в соответствии с условиями настоящего Соглашения для использования разрешенный и описанный ниже, каждый Продукт ASTM, на который подписан Лицензиат.

А.Конкретные лицензии:

(i) Индивидуальный пользователь:

(a) право просматривать, искать, извлекать, отображать и просматривать Продукт;

(b) право скачивать, хранить или распечатывать единичные копии отдельных Документов или частей таких Документов исключительно для личного использования Лицензиатом. То есть Лицензиат может получить доступ к электронному файлу Документа (или его части) и загрузить его. Документа) для временного хранения на одном компьютере с целью просмотра и / или печать одной копии Документа для индивидуального использования.Ни электронный файл, ни единственная бумажная копия может быть воспроизведена в любом случае. Кроме того, электронная файл не может быть распространен где-либо еще через компьютерные сети или иным образом. Это электронный файл нельзя отправить по электронной почте, загрузить на диск, скопировать на другой жесткий диск или в противном случае поделился. Распечатка единственной бумажной копии может быть передана другим лицам только для их внутреннее использование в вашей организации; это не может быть скопировано.Отдельный документ загружен не могут быть проданы или перепроданы, сданы в аренду, сданы внаем или сублицензированы.

(ii) Лицензии для одного и нескольких сайтов:

(a) право просматривать, искать, извлекать, отображать и просматривать Продукт;

(b) право скачивать, хранить или распечатывать единичные копии отдельных Документов или их частей для личного пользования Авторизованного пользователя. использовать и передавать такие копии другим Авторизованным пользователям Лицензиата в компьютерной сети Лицензиата;

(c) , если образовательное учреждение, Лицензиату разрешено предоставить печатные копии отдельных Документов для отдельных студентов (Авторизованных пользователей) в классе в месте нахождения Лицензиата;

(d) право показывать, скачивать и распространять бумажные копии Документов для обучения Авторизованных пользователей или групп Авторизованных пользователей.

(e) Лицензиат выполнит всю необходимую аутентификацию и процессы проверки, чтобы гарантировать, что только авторизованные пользователи могут получить доступ к продукту ASTM.

(f) Лицензиат предоставит ASTM список авторизованных IP-адреса (числовые IP-адреса домена) и, если несколько сайтов, список авторизованных сайтов.

Б.Запрещенное использование.

(i) Эта Лицензия описывает все разрешенные виды использования. Любой другой использование запрещено, является нарушением настоящего Соглашения и может привести к немедленному прекращению действия настоящей Лицензии.

(ii) Авторизованный пользователь не может производить этот Продукт, или Документы, доступные любому, кроме другого Авторизованного пользователя, по ссылке в Интернете, или разрешив доступ через свой терминал или компьютер; или другими подобными или отличными способами или договоренностями.

(iii) В частности, никто не имеет права передавать, копировать, или распространять какой-либо Документ любым способом и для любых целей, кроме описанных в Разделе 3 настоящей Лицензии без предварительного письменного разрешения ASTM. Особенно, за исключением случаев, описанных в Разделе 3, никто не может без предварительного письменного разрешения ASTM: (а) распространять или пересылать копию (электронную или иную) любой статьи, файла, или материал, полученный из любого Продукта или Документа ASTM; (б) воспроизводить или фотокопировать любые стандарт, статья, файл или материал из любого продукта ASTM; (c) изменять, модифицировать, адаптировать, или переводить любой стандарт, статью, файл или материал, полученный из любого продукта ASTM; (d) включать любой стандарт, статью, файл или материал, полученный из любого продукта ASTM или Документировать в других произведениях или иным образом создавать производные работы на основе любых материалов. полученные из любого Продукта или Документа ASTM; (e) взимать плату за копию (электронную или в противном случае) любого стандарта, статьи, файла или материала, полученного из любого продукта ASTM или Документ, за исключением обычных затрат на печать / копирование, если такое воспроизведение разрешено. в соответствии с разделом 3; или (f) систематически загружать, архивировать или централизованно хранить существенные части стандартов, статей, файлов или материалов, полученных из любого продукта ASTM или Документ.Включение печатных или электронных копий в учебные пакеты или электронные резервы, или для дистанционного обучения, не разрешено данной Лицензией и запрещено без Предварительное письменное разрешение ASTM.

(iv) Лицензиату запрещается использовать Продукт или доступ к Продукт для коммерческих целей, включая, помимо прочего, продажу Документов, материалы, использование Продукта за плату или массовое воспроизведение или распространение Документов в любой форме; Лицензиат также не может взимать с Авторизованных пользователей специальные сборы за использование Продукт выходит за рамки разумных затрат на печать или административные расходы.

C. Уведомление об авторских правах . Все копии материалов из ASTM Продукт должен иметь надлежащее уведомление об авторских правах на название ASTM, как показано на начальной странице. каждого стандарта, статьи, файла или материала. Скрытие, удаление или изменение уведомление об авторских правах не допускается.

4. Обнаружение запрещенного использования.

A. Лицензиат несет ответственность за принятие разумных мер. для предотвращения запрещенного использования и незамедлительно уведомлять ASTM о любых нарушениях авторских прав или запрещенное использование, о котором становится известно Лицензиату. Лицензиат будет сотрудничать с ASTM в расследовании любого такого запрещенного использования и предпримет разумные меры для обеспечения прекращение такой деятельности и предотвращение ее повторения.

B. Лицензиат должен приложить все разумные усилия для защиты Продукт от любого использования, которое не разрешено в соответствии с настоящим Соглашением, и уведомляет ASTM о любом использовании, о котором он узнает или о котором сообщается.

5. Постоянный доступ к продукту.
ASTM оставляет за собой право прекратить действие настоящей Лицензии после письменного уведомления, если Лицензиат существенно нарушит условия настоящего Соглашения.Если Лицензиат не оплачивает ASTM лицензию или при оплате подписки ASTM предоставит Лицензиату 30-дневный период в течение что исправить такое нарушение. Период исправления существенных нарушений не предусмотрен. относящиеся к нарушениям Раздела 3 или любому другому нарушению, которое может привести к непоправимому вред. Если подписка Лицензиата на Продукт ASTM прекращается, дальнейший доступ к онлайн-база данных будет отклонена.Если Лицензиат или Уполномоченные пользователи существенно нарушат этой Лицензии или запрещенного использования материала в любом продукте ASTM, ASTM оставляет за собой право право отказать Лицензиату в любом доступе к Продукту ASTM по собственному усмотрению ASTM.

6. Форматы доставки и услуги.

A. Некоторые продукты ASTM используют стандартный Интернет-формат HTML. ASTM оставляет за собой право изменить такой формат после уведомления Лицензиата за три [3] месяца, хотя ASTM приложит разумные усилия для использования общедоступных форматов. Лицензиат и Авторизованные пользователи несут ответственность за получение за свой счет подходящие подключения к Интернету, веб-браузеры и лицензии на любое необходимое программное обеспечение для просмотра продуктов ASTM.

B. Продукты ASTM также доступны в Adobe Acrobat (PDF) Лицензиату и его Авторизованным пользователям, которые несут полную ответственность за установку и настройку соответствующего программного обеспечения Adobe Acrobat Reader.

C. ASTM приложит разумные усилия для обеспечения доступа в режиме онлайн. доступны на постоянной основе. Доступность будет зависеть от периодической прерывание и простой для обслуживания сервера, установки или тестирования программного обеспечения, загрузка новых файлов и причины, не зависящие от ASTM. ASTM не гарантирует доступ, и не будет нести ответственности за ущерб или возмещение, если Продукт станет временно недоступным, или если доступ становится медленным или неполным из-за процедур резервного копирования системы, Интернет объем трафика, апгрейды, перегрузка запросов к серверам, общие сбои сети или задержки, или любая другая причина, которая может время от времени делать Продукт недоступным для Лицензиата или Авторизованных пользователей Лицензиата.

7. Условия и комиссии.

A. Срок действия настоящего Соглашения составляет _____________ («Срок подписки»). Доступ к продукту предоставляется только на период подписки. Настоящее Соглашение остается в силе. впоследствии на последующие Периоды подписки, если годовая абонентская плата, как таковая, может время от времени меняются, оплачиваются.Лицензиат и / или ASTM имеют право расторгнуть настоящее Соглашение. по окончании Срока подписки путем письменного уведомления не менее чем за 30 дней.

B. Пошлины:

8. Проверка.
ASTM имеет право проверить соответствие с настоящим Соглашением, за его счет и в любое время в ходе обычной деятельности часы.Для этого ASTM привлечет независимого консультанта при соблюдении конфиденциальности. соглашения для проверки использования Лицензиатом Продукции и / или Документов ASTM. Лицензиат соглашается разрешить доступ к своей информации и компьютерным системам для этой цели. Проверка состоится после уведомления не менее чем за 15 дней, в обычные рабочие часы и в способом, который не препятствует необоснованному вмешательству в деятельность Лицензиата.Если проверка выявляет нелицензионное или запрещенное использование продуктов или документов ASTM, Лицензиат соглашается возместить ASTM расходы, понесенные при проверке, и возместить ASTM для любого нелицензионного / запрещенного использования. Запуская эту процедуру, ASTM не отказывается от любое из его прав на обеспечение соблюдения настоящего Соглашения или защиту своей интеллектуальной собственности путем любыми другими способами, разрешенными законом.Лицензиат признает и соглашается с тем, что ASTM может включать определенная идентифицирующая или отслеживающая информация в продуктах ASTM, доступных на Портале.

9. Пароли:
Лицензиат должен немедленно уведомить ASTM о любом известном или предполагаемом несанкционированном использовании его пароля (паролей), а также о любом известном или подозреваемом нарушение безопасности, в том числе утеря, кража, несанкционированное раскрытие такого пароля или любой несанкционированный доступ или использование Продукта ASTM.Лицензиат несет полную ответственность для сохранения конфиденциальности своего пароля (паролей) и для обеспечения авторизованного доступ и использование продукта ASTM. Личные учетные записи / пароли не могут быть переданы.

10. Отказ от гарантии:
Если иное не указано в настоящем Соглашении, все явные или подразумеваемые условия, заявления и гарантии, включая любые подразумеваемые гарантия товарной пригодности, пригодности для определенной цели или ненарушения прав отклоняются, за исключением тех случаев, когда эти заявления об ограничении ответственности считаются недействительными.

11. Ограничение ответственности:
В не запрещенных законом случаях, ни при каких обстоятельствах ASTM не несет ответственности за любую потерю, повреждение, потерю данных или за специальные, косвенные, косвенные или штрафные убытки, независимо от теории ответственности, возникшие в результате или связанные с использованием Продукции ASTM или загрузкой Документов ASTM. Ни при каких обстоятельствах ответственность ASTM не будет превышать сумму, уплаченную Лицензиатом в соответствии с настоящим Лицензионным соглашением.

12. Общие.

A. Прекращение действия:
Настоящее Соглашение действует до прекращено. Лицензиат может прекратить действие настоящего Соглашения в любое время, уничтожив все копии. (на бумажном носителе, в цифровом формате или на любом носителе) Документов ASTM и прекращение любого доступа к Продукту ASTM.

B. Применимое право, место проведения и юрисдикция:
Настоящее Соглашение должно толковаться и толковаться в соответствии с законодательством Российской Федерации. Содружество Пенсильвании.Лицензиат соглашается подчиниться юрисдикции и месту проведения в суды штата и федеральные суды Пенсильвании по любому спору, который может возникнуть в связи с этим Соглашение. Лицензиат также соглашается отказаться от любых требований иммунитета, которыми он может обладать.

C. Интеграция:
Настоящее Соглашение является полным соглашением. между Лицензиатом и ASTM в отношении его предмета. Он заменяет все предыдущие или одновременные устные или письменные сообщения, предложения, заявления и гарантии и имеет преимущественную силу над любыми противоречащими или дополнительными условиями любого предложения, заказа, подтверждения, или иное общение между сторонами, касающееся его предмета в течение срока настоящего Соглашения.Никакие изменения настоящего Соглашения не будут иметь обязательной силы, кроме как в письменной форме. и подписано уполномоченным представителем каждой стороны.

D. Назначение:
Лицензиат не имеет права уступать или передавать свои права по настоящему Соглашению без предварительного письменного разрешения ASTM.

E. Налоги.
Лицензиат должен платить все применимые налоги, кроме налогов на чистую прибыль ASTM, возникающую в результате использования Лицензиатом Продукта ASTM и / или права, предоставленные по настоящему Соглашению.

границ | Тест силы-силы на сгибание бедра на основе инерционного измерительного прибора для спринтеров

Введение

Фитнес-тесты полезны для оценки изменений физического состояния спортсменов, вызванных тренировками. Более того, выполнение таких тестов полезно для еженедельного или ежемесячного мониторинга. Силовые возможности разгибания ноги и ее суставов оценивались на поле с использованием нескольких вертикальных прыжков (Bosco et al., 1983; Кронин и Хансен, 2005; Смирниоту и др., 2008; Nagahara et al., 2014a) и толчка бедра (Loturco et al., 2018). Напротив, силовые возможности сгибания тазобедренного или коленного сустава в основном оценивались в лабораторных условиях, как правило, с использованием изокинетического динамометра (Farrar and Thorland, 1987; Alexander, 1989; Copaver et al., 2012).

Nagahara et al. (2017) обнаружили, что работа и средняя мощность, производимые сгибанием бедра во время спринта, были связаны с увеличением скорости бега во время ускорения спринта, что указывает на то, что силовые возможности сгибания бедра важны для достижения лучших результатов в спринте.Следовательно, оценка силовых возможностей сгибания бедра может быть полезна спринтерам и их тренерам. Copaver et al. (2012) обнаружили, что средняя мощность сгибания бедра, измеренная с помощью изокинетического динамометра, коррелировала со временем бега на 50 м у физически активных мужчин. Однако у спринтеров такой связи не обнаружено (Александр, 1989). Это отсутствие ассоциации у спринтеров, вероятно, связано с тем, что тесты изокинетического динамометра выполняются при постоянной низкой (<180 град / с) угловой скорости, которая в значительной степени отличается от движений сгибания бедра при спринте (> 850 град / с) (Nagahara et al. ., 2017). Соответственно, изокинетический динамометр может не подходить для измерения сило-силовых возможностей сгибания бедра в конкретном спринте. В качестве альтернативы Nagahara et al. (2020) недавно предложили и утвердили основанный на инерционном измерительном блоке (IMU) тест силы-мощности при сгибании бедра. Этот предложенный тест состоит из пяти повторяющихся движений разгибания и сгибания бедра и измеряет средний крутящий момент в суставе сгибания бедра, угловой импульс, совместную работу и среднюю мощность с одним IMU. Учитывая его простоту, этот тест можно использовать в качестве практического полевого теста для измерения силовых возможностей сгибания бедра в конкретном спринте.Нагахара и др. (2020) показали, что результаты тестов полезны для прогнозирования результатов спринта, однако в работе участвовали спортсмены из нескольких видов спорта с большими различиями в показателях спринта (средняя скорость бега на дистанции 50 м составляла 6,5–8,5 м / с). Таким образом, до сих пор неизвестно, сможет ли новый тест силы-мощности на сгибание бедра различать более быстрых и медленных спортсменов в когорте спринтеров.

Длина шага (SL) и частота (SF) являются подкомпонентами скорости бега (Hunter et al., 2004; Nagahara et al., 2014b), а спринтеры и тренеры пытаются развивать скорость бега за счет увеличения SL и / или SF во время своих тренировок. Таким образом, изучение взаимосвязи SL и SF с переменными теста силы-мощности сгибания бедра на основе IMU может предоставить практически важный индикатор SL и / или SF в спринте и углубить понимание функции силы-мощности сгибания бедра во время спринта. . Более того, предыдущее исследование показало, что требования к качеству силы и мощности разгибания ног меняются с увеличением скорости бега во время фазы ускорения спринта (Nagahara et al., 2014a), предполагая, что могут быть изменения связи между результатами спринта и переменными силы-мощности при сгибании бедра во время ускорения спринта. Исследование связи показателей спринта с переменными силы-мощности при сгибании бедра на нескольких участках всей фазы ускорения спринта приведет к практически полезным знаниям для использования основанного на IMU теста силы-мощности сгибания бедра.

Целью этого исследования было изучить, может ли недавно разработанный на основе IMU тест силы-мощности сгибания бедра служить индикатором эффективности спринта, SL и SF во время фаз ускорения и максимальной скорости с использованием спринтеров.

Метод

Участников

Шестнадцать хорошо подготовленных спринтеров-мужчин (возраст 20,2 ± 1,4 года; рост 1,75 ± 0,06 м; масса тела 66,9 ± 4,0 кг; личное лучшее время в беге на 100 м 11,32 ± 0,41 с в диапазоне от 10,48 до 11,88 с) были набраны для этого исследования. Комитет по этике исследований института одобрил текущее исследование, и все участники предоставили письменное информированное согласие перед участием.

Эксперименты

Участники дважды пробежали 60-метровую дистанцию ​​с максимальным усилием.Использовались стартовые блоки и исходное положение приседания. Период отдыха между испытаниями составлял не менее 10 мин. Система длинных силовых платформ (TF-, TF-3055, TF-32120, Tec Gihan, Uji, Japan), работающая на частоте 1000 Гц, использовалась для регистрации серийной силы реакции земли (GRF) во время спринта от старта до 50-метровой. mark (Colyer et al., 2018; Nagahara et al., 2018a, b).

После ознакомительных испытаний теста силы-мощности при сгибании бедра участники выполнили в общей сложности 12 испытаний силы-мощности при сгибании бедра с максимальным усилием (дополнительный рисунок 1).Тест проводился дважды с весом лодыжки 1,5 и 0,75 кг и без веса для каждой ноги. Количество (шесть) испытаний для каждой ноги было выбрано таким образом, чтобы участники могли выполнять все испытания с максимальным усилием без утомления. Груз на голеностопном суставе был прикреплен выше голеностопного сустава, так как центр нагрузки на голеностопный сустав находился на расстоянии ~ 0,075 м от центра голеностопного сустава в направлении к центру тазобедренного сустава. Были причины, по которым был использован вес на лодыжке. Прикрепление груза около лодыжки могло обеспечить момент инерции вокруг оси сгибания-разгибания бедра с относительно небольшой нагрузкой, поскольку расстояние между центром тазобедренного сустава и добавленным весом было большим.Более того, дистальная часть бедра была покрыта коленным бандажом (поясняется ниже), а диаметр вокруг бедра был намного больше, чем вокруг щиколотки. Это затрудняло прикрепление груза к дистальному отделу бедра. Кроме того, когда груз прикреплен вокруг бедра, он может обеспечивать большой момент инерции вокруг длинной оси (от бедра до колена) бедра, что, возможно, вызывает ненужный вращающий момент вокруг длинной оси во время испытания сгибания бедра. Тест силы-мощности при сгибании бедра, состоящий из пяти последовательных движений сгибания-разгибания бедра.Специальная платформа и два ремня использовались для фиксации туловища участника во время испытания. Участник лежал на спине, правая или левая нога ниже бедра могла двигаться [см. Nagahara et al. (2020) для подробностей]. Инструкции по выполнению теста заключались в том, чтобы сгибать и разгибать тазобедренный сустав как можно быстрее без каких-либо изменений углов суставов для колена (180 градусов) и голеностопного сустава (90 градусов). Диапазон сгибания и разгибания бедра во время теста был от гиперэкстензии до положения сгибания на 20 градусов от горизонтальной линии.Величина гиперэкстензии в разогнутом положении была выбрана участниками, поскольку она позволяла участнику с силой создавать момент сгибания. Один экспериментатор визуально проверил диапазон разгибания и сгибания бедра. Участника попросили провести испытание еще раз, когда диапазон разгибания и / или сгибания бедра визуально отклонялся. Колено (Kneebrace-Short, Alcare, Токио, Япония) и скобы голеностопного сустава (Ортез на голеностопный сустав, Mueller Japan, Канагава, Япония) использовались для ограничения движений суставов.Движение бедра во время теста измерялось с помощью одного IMU (16G, 1500 град / с, 200 Гц; беспроводной 9-осевой датчик движения DSP, Sports Sensing, Фукуока, Япония). IMU прикрепляли к боковой нижней части бедра для каждой ноги [см. Nagahara et al. (2020) для подробностей]. Чтобы оценить конечные координаты сегментов ноги во время испытания, измеряли длину бедра, голени и стопы, а также высоту боковой лодыжки. Кроме того, регистрировали длину от задней стороны пяточной кости до боковой лодыжки по длинной оси.

Обработка данных

В соответствии с предыдущими исследованиями (Nagahara et al., 2018a, b, 2019), пошаговая скорость бега, SL и SF для дистанции 50 м были рассчитаны на основе полученных данных GRF. На основе средней скорости бега на измеренной дистанции было выбрано самое быстрое испытание для каждого участника, которое использовалось для дальнейшего анализа. Более того, были получены средние значения переменных для каждых четырех шагов с 1-го по 20-й и для шагов с 21-го по 22-й, чтобы устранить шум, возможно вызванный двусторонними различиями и изменчивостью в циклическом движении, со ссылкой на предыдущие исследования (Nagahara et al., 2017, 2020). Поскольку минимальное количество шагов, сделанных на 50 м среди участников, было 22, мы использовали данные для 22 шагов, чтобы стандартизировать количество шагов для всех участников, хотя среднее групповое расстояние на 22 шаге было меньше 50 м. Эта процедура предоставила шесть значений во время ускорения спринта и фазы максимальной скорости (1–4, 5–8, 9–12, 13–16, 17–20 и 21–22 этапы).

В соответствии с предыдущим исследованием (Nagahara et al., 2020) было выполнено простое двухмерное преобразование координат в сагиттальной плоскости с использованием углов Эйлера, записанных с помощью IMU, для расчета изменений в координатах конечных точек во время силово-силового теста сгибания бедра. испытание.Для расчета крутящего момента в тазобедренном суставе был проведен анализ обратной динамики. В случае добавления веса на лодыжку крутящий момент в суставе был рассчитан с использованием анализа обратной динамики с теоремой о параллельности осей. Расположение центра масс добавленного веса было установлено на 0,075 м от центра голеностопного сустава в направлении к центру тазобедренного сустава. Параметры сегмента тела использовались для оценки местоположения центра масс и параметра инерции для каждого сегмента (Ae, 1996). Вращающий момент сустава был умножен на угловую скорость сустава, чтобы получить совместную мощность.Основываясь на предыдущем валидационном исследовании (Nagahara et al., 2020), в этом исследовании были приняты угловой импульс, средний крутящий момент, положительная работа и средняя мощность (концентрическая, ускоряющая скорость сгибания бедра за счет крутящего момента сгибания бедра), которые можно было точно и достоверно получить. . Для каждого испытания каждая переменная рассчитывалась на основе четырех повторений (от двух до пяти повторений), затем вычислялось среднее значение четырех повторений. Все переменные теста силы-мощности сгибания бедра для каждого участника были нормализованы к массе тела.Все переменные были выражены как положительные значения. Для статистического анализа использовались значения теста силы-мощности при сгибании бедра из испытания с большей средней положительной силой.

Статистический анализ

Средние значения и стандартные отклонения были рассчитаны как описательные данные. Коэффициенты корреляции момента произведения Пирсона были рассчитаны для проверки взаимосвязи между переменными теста силы-мощности при сгибании бедра и переменными теста спринта для каждого шага и в целом (все шаги сгруппированы).Уровень значимости был установлен на уровне p <0,05. Пороговые значения 0,1 (маленький), 0,3 (средний), 0,5 (большой), 0,7 (очень большой) и 0,9 (очень большой) использовались для интерпретации коэффициента корреляции как величины эффекта (Hopkins et al., 2009). .

Результаты

Скорость бега и SL увеличивались до раздела 21–22 шагов, в то время как SF увеличивались до раздела 9–12 шагов и после этого немного уменьшались (Таблица 1). Все переменные теста сила-мощность при сгибании бедра показали увеличение значений с увеличением веса голеностопного сустава (таблица 2).

Таблица 1 . Средняя дистанция, скорость бега, длина и частота шага на 50 м и для шести участков шагов при беге на 50 м.

Таблица 2 . Значения переменных теста силы-мощности сгибания бедра в трех условиях веса для правого и левого бедра и среднее значение для обоих бедер.

На рис. 1 показаны коэффициенты корреляции переменных силы-мощности при сгибании бедра для правого бедра, взвешенного на 1,5 кг, с пространственно-временными переменными в каждом шаге спринтерского бега.Угловой импульс при сгибании правого бедра в состоянии с отягощением 1,5 кг положительно коррелировал со скоростью бега с 9-го по 12-й по 21-22-й этапы шага и во всем спринте ( r = 0,637–0,746, большой – очень большой эффект) ( Рисунки 1А, 2А). Положительная работа по сгибанию правого бедра в состоянии с отягощением 1,5 кг положительно коррелировала со скоростью бега с 9-го по 12-й по 21-22-й этапы шага и во всем спринте ( r = 0,588–0,761, большой – очень большой эффект) и с SF на участке 17-20 ступеней ( r = 0.526, большой эффект) (Рисунки 1C, 2C). Положительная средняя сила сгибания правого бедра в состоянии с отягощением 1,5 кг положительно коррелировала со скоростью бега с 13-го по 16-й по 21-22-й этапы и во всем спринте ( r = 0,547-0,638, большой эффект) и со скоростью бега. с 13-го по 16-й по 21-22-й ступенчатый участок ( r = 0,501–0,553, большой эффект) (рисунки 1D, 2D). Средний крутящий момент при сгибании правого бедра в состоянии с весом 1,5 кг не коррелировал с какими-либо пространственно-временными переменными (Рисунки 1B, 2B).

Рисунок 1 . Коэффициенты корреляции пространственно-временных переменных с переменными силы-мощности на основе IMU при сгибании бедра в правой ноге с весом 1,5 кг. Горизонтальные пунктирные линии обозначают P = 0,05. 1–4, 1–4 ступенчатая секция; 5–8, 5–8 ступенчатая секция; 9–12, 9–12 ступенчатая секция; 13–16, 13–16 ступенчатая секция; 17–20, 17–20 ступенчатая секция; 21–22, 21–22 ступенчатая секция.

Рисунок 2 . Связь средней скорости бега на 50 м с угловым импульсом (A) , средним моментом (B) , положительной работой (C) и положительной средней силой (D) силы сгибания правого бедра. тест мощности в 1.Взвешенное состояние 5 кг.

В состоянии с отягощением правого бедра 0,75 кг положительная работа сгибания бедра и положительная средняя мощность положительно коррелировали со скоростью бега на 21–22 шагах и во всем спринте ( r = 0,509–0,519, большой эффект), и Положительная средняя сила сгибания бедра положительно коррелировала с SF на 17-20 шагах ( r = 0,510, большой эффект). В невзвешенном состоянии правого бедра угловой импульс сгибания бедра положительно коррелировал с SL на 21-22 шагах ( r = 0.572, большой эффект), а средний крутящий момент при сгибании бедра положительно коррелировал с SF на 21–22 шагах ( r = 0,499, умеренный эффект).

В условиях левого бедра значимой корреляции не было. В состоянии с весом 1,5 кг со средним значением для двух ног скорость бега положительно коррелировала с угловым импульсом сгибания бедра на этапах 17–20 и 21–22 ступени ( r = 0,539–0,571, большой эффект), с положительной работой. на участках 9-12-21-22 ступеней и во всем спринте ( r = 0.515–0,690, большой эффект), и с положительной средней мощностью на участке 21–22 ступени ( r = 0,519, большой эффект). В состоянии с весом 0,75 кг со средним значением для двух ног скорость бега положительно коррелировала с положительной работой по сгибанию бедра на 21–22 шагах ( r = 0,498, умеренный эффект). В невзвешенных условиях со средним значением по двум ногам значимой корреляции не было.

Обсуждение

В этом исследовании сначала изучалась связь переменных теста силы-мощности при сгибании бедра на основе IMU с пространственно-временными переменными в спринте с хорошо тренированными спринтерами.Поскольку значимые корреляции в основном были обнаружены в состоянии с весом правой ноги 1,5 кг, далее обсуждаются только результаты в состоянии с весом правой ноги 1,5 кг. Основные выводы заключались в следующем: 1) взвешенные в 1,5 кг переменные силы-мощности сгибания правого бедра были связаны со скоростью бега на более поздних этапах ускорения спринта и фазы максимальной скорости, и 2) соответствующие переменные были связаны с SF на более поздних этапах. ускорения спринта и фазы максимальной скорости.

Текущие результаты демонстрируют, что переменные силы-мощности теста на сгибание бедра на основе IMU, в частности угловой импульс, положительная работа и средняя мощность, могут быть индикатором результатов спринта для хорошо подготовленных спринтеров. Более того, результаты показывают, что большие возможности силы-мощности при сгибании бедра, представленные вышеупомянутыми переменными силы-мощности при сгибании бедра, полезны для лучших характеристик спринта во время более позднего этапа ускорения, приближающегося к максимальной скорости, и для фазы максимальной скорости.Важность углового импульса, положительной работы и средней мощности, полученных из теста силы-мощности на сгибание бедра на основе IMU для показателей спринта, подтверждается ассоциацией между переменными теста на сгибание бедра и переменными GRF во время спринта, так как больший угловой импульс, положительная работа и средняя мощность, полученная из теста силы-мощности взвешенного сгибания правого бедра на 1,5 кг, были соответственно связаны с более сильным переднезадним чистым импульсом ( r = 0,528, большой эффект), горизонтальной работой ( r = 0.506–0,653, большой эффект) и горизонтальной средней мощности ( r = 0,537–0,688, большой эффект) во время спринта (дополнительная таблица 1, дополнительный рисунок 2). Среди переменных, положительная работа при сгибании бедра является наиболее полезной переменной для измерения сило-силовых возможностей сгибания бедра в конкретном спринте (большой – очень большой эффект). Более того, положительная работа и мощность были единственными переменными, которые показали значительную связь с SF, что подтверждает важность этих переменных для достижения лучших результатов в спринте за счет более высоких SF у хорошо подготовленных спринтеров.В отличие от текущих результатов, предыдущее исследование с использованием изокинетического динамометра с привлечением хорошо подготовленных спринтеров не показало значительной корреляции между переменными силы-мощности сгибания бедра и результатами спринта (Alexander, 1989). Это противоречие, вероятно, объясняется различиями в угловых скоростях и модальностях сокращения мышц (> 600 град / с на пике и выработка реактивной силы в этом исследовании против <180 град / с и выработки изокинетической силы в предыдущем исследовании) между током и производством изокинетической силы. предыдущее исследование (Александр, 1989).Используя тот же тест силы-мощности при сгибании бедра на основе IMU, Nagahara et al. (2020) обнаружили, что существует значительная корреляция между параметрами теста и результатами спринта у хорошо подготовленных спортсменов (не только спринтеров) с большим разбросом результатов в спринте. Поскольку средняя скорость бега на дистанции 50 м варьировалась от 6,5 до 8,5 м / с в предыдущем исследовании и от 8,06 до 8,84 м / с в настоящем исследовании, эти предыдущие и текущие результаты могут быть объединены, чтобы продемонстрировать, что IMU- основанный на силе-силовом тесте сгибания бедра полезен для оценки возможностей силы-силы сгибания бедра в конкретном спринте для более широких и более узких диапазонов различий в результатах спринта.

Nagahara et al. (2017) выяснили, что большая работа по сгибанию бедра и средняя мощность во время фазы маха спринта являются определяющими факторами более высоких показателей ускорения в спринте. Таким образом, потребность в большей силе-силе сгибания бедра для более высоких результатов в спринте за счет большей приложенной движущей силы на высокой скорости во время спринта приведет к ассоциации переменных теста силы-мощности сгибания бедра на основе IMU с показателями спринта, а также GRF. переменные во время спринта, в текущем исследовании.При увеличении постоянной скорости бега с 7 м / с до максимальной скорости (9 м / с) быстрое увеличение SF сопровождается резким увеличением момента сгибания бедра, положительной работы и мощности во время начальной фазы маха спринта (Schache et al. ., 2011). Более того, большее ускорение связано с большими приращениями SF с 16-го шага во время ускорения спринта (Nagahara et al., 2014b). Принимая это во внимание, важность силовых возможностей сгибания бедра для увеличения скорости бега за счет увеличения SF во время спринта на более позднем этапе ускорения приведет к значительным корреляциям положительной работы и средней мощности, измеренной с использованием силы сгибания бедра. силовой тест со скоростью бега и SF из раздела 13–16 шагов и далее в этом исследовании.

Существенная корреляция между переменными силы-мощности при сгибании бедра и результатами спринта в основном была обнаружена в состоянии правой ноги, и не было обнаружено значимой корреляции в состоянии левой ноги. Хотя трудно объяснить эту разницу между ногами, возможно, что разница связана с доминирующей ногой участников, поскольку правая нога является доминирующей ногой для всех участников этого исследования. Помимо двухсторонней разницы, значимые корреляции между переменными силы-мощности при сгибании бедра и результатами спринта в основном были обнаружены в тесте 1.Взвешенное состояние 5 кг. Это может быть связано с тем, что условие с утяжелением 1,5 кг индуцировало наибольшую силу и мощность при сгибании бедра (Таблица 2). Тот факт, что значимые корреляции в основном были показаны в состоянии с весом правой ноги 1,5 кг, предполагает, что тест силы-мощности при сгибании бедра наиболее полезен, когда используется доминирующая нога в состоянии с весом 1,5 кг, и это позволяет сэкономить время. . Хотя в предыдущем исследовании (Nagahara et al., 2020), они были обнаружены между переменными силы-мощности и SF в текущем исследовании. Это противоречие может быть связано с разницей в диапазоне уровней производительности спринта, поскольку SL имеет решающее значение для большей разницы в уровнях производительности, в то время как SF может быть определяющим фактором небольшой разницы в уровнях производительности (Ito et al., 2008; Salo et al., 2011). Хотя не было значимой корреляции среднего момента сгибания бедра на основе IMU в состоянии с весом 1,5 кг правой ноги с результатами спринта, значимые корреляции углового импульса сгибания бедра на основе IMU в правой ноге 1.Были найдены условия с отягощением 5 кг с показателями спринта. Это могло быть из-за разницы в продолжительности и диапазоне сгибания бедра во время теста, поскольку диапазоны были индивидуально разными. Более того, можно считать, что больший диапазон сгибания бедра в дополнение к величине момента сгибания бедра в тесте является решающим, а не только величина момента сгибания бедра для лучших результатов спринта.

В заключение, текущие результаты демонстрируют, что среди хорошо тренированных спринтеров положительная работа и средняя мощность, измеренные с помощью теста силы-мощности сгибания бедра на основе IMU в доминирующей (правой) ноге 1.Состояние с отягощением 5 кг может быть индикатором лучших результатов в спринте благодаря более высокой частоте шагов во время более позднего этапа ускорения, приближающегося к максимальной скорости. Учитывая простоту, тест на сгибание бедра, используемый в этом исследовании, может быть полезен для полевого мониторинга физической подготовки спринтеров. В частности, тест полезен для оценки результатов спринта и SF во время спринта при приближении к максимальной скорости и на фазе максимальной скорости. Хотя это исследование проводилось на хорошо тренированных спринтерах, тест силы-мощности на сгибание бедра на основе IMU может быть полезен для мониторинга физической подготовки спортсменов, занимающихся командными видами спорта.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.

Заявление об этике

Исследования с участием людей были рассмотрены и одобрены Комитетом по этике исследований Национального института фитнеса и спорта. Пациенты / участники предоставили письменное информированное согласие на участие в этом исследовании.

Авторские взносы

RN и MM участвовали в разработке, разработке и проведении эксперимента, в анализе данных, а также в составлении и редактировании статьи.RN выполнила большую часть анализа данных и написания статьи. Оба автора внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

Это исследование поддержано JSPS Grants-in-Aid for Scientific Research # 17K13141.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https: // www.frontiersin.org/articles/10.3389/fspor.2020.571523/full#supplementary-material

Список литературы

Ае, М. (1996). Параметры инерции сегментов тела японских детей и спортсменов. Jpn J. Sports Sci . 15, 155–162.

Google Scholar

Александр, М. Дж. (1989). Связь между мышечной силой и кинематикой спринта у элитных спринтеров. Банка. J. Sport Sci . 14, 148–157.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Боско, К., Лухтанен П., Коми П. В. (1983). Простой метод измерения механической силы в прыжках. Eur. J. Appl. Physiol. Ок. Physiol . 50, 273–282. DOI: 10.1007 / BF00422166

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Колайер, С. Л., Нагахара, Р., Сало, А. И. Т. (2018). Кинетические требования спринтерского сдвига по фазе ускорения: новый анализ всей формы волны силы. Сканд. J. Med. Sci. Спорт 28, 1784–1792. DOI: 10.1111 / смс.13093

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Копавер, К., Хертог, К., и Хью, О. (2012). Влияние поясничного лордоза и большой поясничной мышцы на сгибание бедра и бег на короткие дистанции. Res. В. Упражнение. Спорт . 83, 160–167. DOI: 10.1080 / 02701367.2012.10599846

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фаррар М. и Торланд В. (1987). Связь между изокинетической силой и временем спринта у мужчин студенческого возраста. J. Sports Med. Phys. Фитнес . 27, 368–372.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Хопкинс, В. Г., Маршалл, С. В., Баттерхэм, А. М., и Ханин, Дж. (2009). Прогрессивная статистика для исследований в области спортивной медицины и физических упражнений. Med. Sci. Спортивное упражнение . 41, 3–13. DOI: 10.1249 / MSS.0b013e31818cb278

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хантер, Дж. П., Маршалл, Р. Н., и Макнейр, П. Дж. (2004). Взаимодействие длины шага и скорости шага во время спринтерского бега. Med. Sci. Спортивное упражнение . 36, 261–271. DOI: 10.1249 / 01.MSS.0000113664.15777.53

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ито А., Фукуда К. и Кидзима К. (2008). Промежуточные движения тайсона гея и асафы пауэлла на дистанции 100 метров на чемпионате мира по легкой атлетике 2007 года. N. Stud. Легкая атлетика . 23, 39–43.

Google Scholar

Лотурко, И., Контрерас, Б., Кобаль, Р., Фернандес, В., Моура, Н., Сикейра, Ф., и другие. (2018). Вертикально и горизонтально направленные силовые упражнения для мышц: взаимосвязь с высочайшими результатами в спринте. PLoS ONE 13: e0201475. DOI: 10.1371 / journal.pone.0201475

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нагахара Р., Канехиса Х., Мацуо А. и Фукунага Т. (2019). Связаны ли пиковые силы реакции земли с улучшенными характеристиками ускорения при спринте? Спорт Биомех . 1–10. DOI: 10.1080 / 14763141.2018.1560494.[Epub перед печатью].

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нагахара Р., Камеда М., Невилл Дж. И Морин Дж. Б. (2020). Тест на сгибание бедра на основе инерционного измерительного прибора как индикатор эффективности спринта. J. Sports Sci . 38, 53–61. DOI: 10.1080 / 02640414.2019.1680081

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нагахара Р., Мацубаяси Т., Мацуо А. и Дзуси К. (2017). Изменение работы и мощности маховых ног при ускоренном спринте человека. Biol. Открыть . 6, 633–641. DOI: 10.1242 / bio.024281

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нагахара Р., Мизутани М., Мацуо А., Канехиса Х. и Фукунага Т. (2018a). Связь результатов спринта с силами реакции земли во время фазы ускорения и максимальной скорости в одном спринте. J. Appl. Биомех . 34, 104–110. DOI: 10.1123 / jab.2016-0356

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нагахара, Р., Мизутани М., Мацуо А., Канехиса Х. и Фукунага Т. (2018b). Пошаговые пространственно-временные переменные и силы реакции опоры при быстрейшем спринте внутри индивидуума за одну тренировку. J. Sports Sci . 36, 1392–1401. DOI: 10.1080 / 02640414.2017.1389101

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нагахара Р., Наито Х., Морин Дж. Б. и Дзуси К. (2014b). Связь ускорения с пространственно-временными переменными при максимальном спринте. Внутр.Дж. Спортс Мед . 35, 755–761. DOI: 10.1055 / с-0033-1363252

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нагахара Р., Наито Х., Мияширо К., Морин Дж. Б. и Дзуси К. (2014a). Традиционные и ориентированные на лодыжки вертикальные прыжки в качестве силовых показателей для максимального ускорения в спринте. J. Sports Med. Phys. Фитнес 54, 691–699.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Сало А. И., Безодис И. Н., Баттерхэм А. М. и Кервин Д.Г. (2011). Элитный спринт: насколько индивидуально спортсмены зависят от частоты или длины шага? Med. Sci. Спортивное упражнение . 43, 1055–1062. DOI: 10.1249 / MSS.0b013e318201f6f8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шахе А.Г., Бланч П.Д., Дорн Т.В., Браун Н.А., Розмонд Д. и Пенди М.Г. (2011). Влияние скорости бега на кинетику суставов нижних конечностей. Med. Sci. Спортивное упражнение . 43, 1260–1271. DOI: 10.1249 / MSS.0b013e3182084929

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Смирниоту, А., Кацикас, К., Парадисис, Г., Аргейтаки, П., Захарогианнис, Э., и Циорцис, С. (2008). Силовые параметры как предикторы результатов бега на короткие дистанции. J. Sports Med. Phys. Фитнес 48, 447–454.

PubMed Аннотация | Google Scholar

обзор измерения силы захвата в клинических и эпидемиологических исследованиях: к стандартизированному подходу | Возраст и старение

Аннотация

Общие сведения: Европейская рабочая группа по саркопении у пожилых людей разработала клиническое определение саркопении, основанное на низкой мышечной массе и пониженной мышечной функции (силе или производительности).Сила захвата рекомендуется как простой простой способ измерения силы мышц при «измерении в стандартных условиях». Однако стандартные условия еще предстоит определить.

Методы: был проведен поиск литературы для обзора статей, описывающих измерение силы хвата, перечисленных в базах данных Medline, Web of Science и Cochrane Library до 31 декабря 2009 г.

Результаты: выбор может быть очень разнообразным. оборудования и протокола измерения силы хвата.Ручной динамометр Jamar является наиболее широко используемым инструментом с подтвержденной надежностью тестирования-повторного тестирования, межэкспертной и внутриэкспертной. Однако существуют значительные различия в том, как он используется, и исследования часто предоставляют недостаточную информацию о применяемом протоколе, что затрудняет сравнение. Есть свидетельства того, что изменение подхода может повлиять на регистрируемые значения. Кроме того, сообщаемые суммарные показатели силы хвата сильно различаются, включая максимальное или среднее значение для одной, двух или трех попыток, с одной рукой или одной доминирующей рукой.

Выводы: Существуют значительные различия в существующих методах оценки силы хвата, что затрудняет сравнение исследований. Стандартизованный метод позволит более последовательно измерять силу захвата и лучше оценивать саркопению. Описан наш подход.

Введение

Европейская рабочая группа по саркопении у пожилых людей (EWGSOP) недавно сообщила о консенсусном подходе к определению и диагностике саркопении [ 1 ].Диагноз саркопении требует низкой мышечной массы и низкой мышечной функции (силы или физической работоспособности), поэтому был рассмотрен широкий спектр инструментов. Сила захвата была единственным методом оценки, рекомендованным для измерения силы мышц, и самым простым методом оценки функции мышц в клинической практике. Продольные исследования подтверждают, что сила хвата снижается после среднего возраста, причем потеря ускоряется с возрастом [2] и к старости [3]. В качестве оценочной меры сила захвата имеет прогностическую ценность, а низкие значения связаны с падениями [4], инвалидностью, ухудшением качества жизни, связанным со здоровьем [ 5 ], и длительным пребыванием в больнице [ 6 ] а также повышенная смертность [ 7, 8 ].

Сила захвата может быть измерена количественно с помощью ручного динамометра. Однако методы, используемые для определения силы захвата, значительно различаются, например, в зависимости от выбора динамометра или используемого протокола измерения. Это может привести к ошибке измерения. В отчете EWGSOP признается проблема определения того, как лучше всего измерять такие переменные, как сила хвата. Поэтому мы провели обзор литературы, чтобы оценить степень вариации в методе оценки силы хвата и потенциальное влияние на сообщаемые значения.

Методы

Литературный поиск в базах данных Medline, Web of Science и Cochrane Library был проведен двумя исследователями независимо, а затем объединился. В качестве поисковых терминов использовались следующие термины: (i) сила захвата и слабость / старейшина / протокол / измерение / методы / джамар, (2) хватка и слабость / старший / протокол / измерение / методы / джамар, (iii) динамометр и (iv) джамар. . Были получены полные тексты всех потенциально актуальных статей. Статьи включались в обзор, если они описывали измерение силы сжатия рук у людей в возрасте 16 лет и старше и были написаны на английском языке.Поиск включал в себя статьи, материалы конференций и электронные публикации, зарегистрированные в базах данных до 31 декабря 2009 г., а библиографии этих статей были проверены на предмет наличия дополнительных релевантных статей. Условия поиска использовались до тех пор, пока не было найдено никаких других документов. Результаты измерения силы захвата представлены в зависимости от используемого оборудования, вариаций в протоколе измерения и клинических свойств заявленного значения.

Результаты

Результаты поиска

Всего в ходе обыска было выявлено 11 604 документа.Были просмотрены названия и отрывки из этих статей. В целом, 189 были сочтены возможными и извлечены полностью для детальной оценки. Сто сорок семь были исключены либо потому, что они были из населения в возрасте 15 лет и младше, либо потому, что они сосредоточились на обнаружении неискренности усилия или выносливости хвата, а не на тестировании максимальной силы. Когда было выявлено несколько работ, посвященных одному и тому же исследовательскому вопросу, для ясности и краткости была выбрана самая последняя статья, за исключением одного случая, когда результаты противоречили друг другу.В окончательный обзор было включено 42 исследования.

Оборудование

Выбор динамометра

В таблице 1 указаны основные характеристики различных типов динамометров. Ручной динамометр Jamar (Lafayette Instrument Company, США) наиболее широко цитируется в литературе и считается золотым стандартом, по которому оцениваются другие динамометры [9,10]. Он содержит самые обширные нормативные данные [ 11 ], хотя данные доступны для других инструментов, таких как BTE Work Simulator [12] и Martin Vigorimeter [13].Сообщается об отличной совместимости Jamar с известными весами ( r = 0,9998 [ 14 ]; r > 0,96 [15]).

Таблица 1.

Основные характеристики ручных динамометров

Тип инструмента .	Гидравлический .	Пневматический .	Механический .	Штамм .
Меры	Прочность захвата	Давление захвата	Прочность захвата	Прочность захвата
На основе	Герметичная гидравлическая система, позволяющая считывать силу захвата по шкале манометра	Сжатие отсека, заполненного воздухом, e.грамм. мешок или груша	Величина напряжения, создаваемого пружиной	Изменение электрического сопротивления отрезка провода из-за приложенного к нему напряжения
Пример прибора	Jamar	Martin Vigorimeter	Harpenden динамометр	Устройство для испытания изометрической прочности
Единицы	Килограммы (кг) или фунты силы (фунт-сила)	Миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.) или фунты на квадратный дюйм (psi) (фунт / дюйм 2 )	Килограммы (кг) или фунты силы (фунт-сила)	Ньютоны силы (Н)
Преимущества	Портативный, экономичный, имеется большой объем нормативных данных	Мягкое средство для слабых или болезненных суставов	Нет доказательств превосходство представлено в литературе	Не подвержены утечкам (масло / вода / воздух), которые могут снизить точность
Ограничения	Может вызывать нагрузку на слабые суставы.Могут возникать медленные утечки и гистерезис.	Эти инструменты измеряют давление захвата, которое зависит от площади поверхности, к которой прилагается сила. Таким образом, размер руки может влиять на измерение	Воспроизводимость измерений силы захвата ограничена из-за трудностей с точным воспроизведением положения захвата и калибровкой устройства	Может быть дорогим и тяжелым

Тип инструмента .	Гидравлический .	Пневматический .	Механический .	Штамм .
Меры	Прочность захвата	Давление захвата	Прочность захвата	Прочность захвата
На основе	Герметичная гидравлическая система, позволяющая считывать силу захвата по шкале манометра	Сжатие отсека, заполненного воздухом, e.грамм. мешок или груша	Величина напряжения, создаваемого пружиной	Изменение электрического сопротивления отрезка провода из-за приложенного к нему напряжения
Пример прибора	Jamar	Martin Vigorimeter	Harpenden динамометр	Устройство для испытания изометрической прочности
Единицы	Килограммы (кг) или фунты силы (фунт-сила)	Миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.) или фунты на квадратный дюйм (psi) (фунт / дюйм 2 )	Килограммы (кг) или фунты силы (фунт-сила)	Ньютоны силы (Н)
Преимущества	Портативный, экономичный, имеется большой объем нормативных данных	Мягкое средство для слабых или болезненных суставов	Нет доказательств превосходство представлено в литературе	Не подвержены утечкам (масло / вода / воздух), которые могут снизить точность
Ограничения	Может вызывать нагрузку на слабые суставы.Могут возникать медленные утечки и гистерезис.	Эти инструменты измеряют давление захвата, которое зависит от площади поверхности, к которой прилагается сила. Таким образом, размер руки может влиять на измерение	Воспроизводимость измерений силы захвата ограничена из-за трудностей с точным воспроизведением положения захвата и калибровкой устройства	Может быть дорогим и тяжелым

Таблица 1.

Ключевые особенности руки динамометры

Тип прибора .	Гидравлический .	Пневматический .	Механический .	Штамм .
Меры	Прочность захвата	Давление захвата	Прочность захвата	Прочность захвата
На основе	Герметичная гидравлическая система, позволяющая считывать силу захвата по шкале манометра	Сжатие отсека, заполненного воздухом, e.грамм. мешок или груша	Величина напряжения, создаваемого пружиной	Изменение электрического сопротивления отрезка провода из-за приложенного к нему напряжения
Пример прибора	Jamar	Martin Vigorimeter	Harpenden динамометр	Устройство для испытания изометрической прочности
Единицы	Килограммы (кг) или фунты силы (фунт-сила)	Миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.) или фунты на квадратный дюйм (psi) (фунт / дюйм 2 )	Килограммы (кг) или фунты силы (фунт-сила)	Ньютоны силы (Н)
Преимущества	Портативный, экономичный, имеется большой объем нормативных данных	Мягкое средство для слабых или болезненных суставов	Нет доказательств превосходство представлено в литературе	Не подвержены утечкам (масло / вода / воздух), которые могут снизить точность
Ограничения	Может вызывать нагрузку на слабые суставы.Могут возникать медленные утечки и гистерезис.	Эти инструменты измеряют давление захвата, которое зависит от площади поверхности, к которой прилагается сила. Таким образом, размер руки может влиять на измерение	Воспроизводимость измерений силы захвата ограничена из-за трудностей с точным воспроизведением положения захвата и калибровкой устройства	Может быть дорогим и тяжелым

Тип инструмента .	Гидравлический .	Пневматический .	Механический .	Штамм .
Меры	Прочность захвата	Давление захвата	Прочность захвата	Прочность захвата
На основе	Герметичная гидравлическая система, позволяющая считывать силу захвата по шкале манометра	Сжатие отсека, заполненного воздухом, e.грамм. мешок или груша	Величина напряжения, создаваемого пружиной	Изменение электрического сопротивления отрезка провода из-за приложенного к нему напряжения
Пример прибора	Jamar	Martin Vigorimeter	Harpenden динамометр	Устройство для испытания изометрической прочности
Единицы	Килограммы (кг) или фунты силы (фунт-сила)	Миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.) или фунты на квадратный дюйм (psi) (фунт / дюйм 2 )	Килограммы (кг) или фунты силы (фунт-сила)	Ньютоны силы (Н)
Преимущества	Портативный, экономичный, имеется большой объем нормативных данных	Мягкое средство для слабых или болезненных суставов	Нет доказательств превосходство представлено в литературе	Не подвержены утечкам (масло / вода / воздух), которые могут снизить точность
Ограничения	Может вызывать нагрузку на слабые суставы.Могут возникать медленные утечки и гистерезис.	Эти инструменты измеряют давление захвата, которое зависит от площади поверхности, к которой прилагается сила. Таким образом, размер руки может влиять на измерение.	Воспроизводимость измерений силы захвата ограничена из-за трудностей с точным воспроизведением положения захвата и калибровкой устройства.	Может быть дорогим и тяжелым

Обзор [ 14 ] Изучение надежности и достоверности Jamar по сравнению с другими устройствами измерения силы захвата пришел к выводу, что между динамометрами Jamar, Dexter и Baseline существует отличная межинструментальная надежность, которые все измеряют силу захвата в фунтах и ​​килограммах и могут использоваться взаимозаменяемо.Аналогичные данные были обнаружены и в гидравлических динамометрах Джамара и Роляна.

Была обнаружена надежность от умеренной до отличной между симулятором работы Jamar, Baltimore терапевтического оборудования (BTE), BTE Primus и Martin Vigorimeter, но они используют разные единицы измерения, и BTE не является портативным устройством. Аналогичная надежность была обнаружена между динамометрами Jamar и MicroFET 4 [16] и DynEX [17]. Сообщалось о низких показателях надежности между инструментами между Jamar, сфигмоманометром и вигориметром.Неясно, могут ли электронный динамометр Grippit и Jamar использоваться как взаимозаменяемые [18]. Поскольку он является наиболее широко используемым, в этом обзоре мы сосредоточимся на динамометре Jamar.

Динамометр Jamar

Jamar небольшой и портативный, но относительно тяжелый — 1,5 фунта. Циферблат показывает силу как в килограммах, так и в фунтах, с отметками с интервалом 2 кг или 5 фунтов, что позволяет проводить оценку с точностью до 1 кг или 2,5 фунта. Для этого требуется 3– 4 фунта силы, чтобы заставить индикаторную стрелку двигаться, что может быть неприемлемым при измерении силы захвата у очень слабых пациентов [19], и ошибка считывания, как сообщается, больше при более низких нагрузках.Точность калибровки следует проверять на новых машинах [20], и производители рекомендуют ежегодную или более частую калибровку при ежедневном использовании.

Протокол измерений

Размер руки и длина ногтя

Jamar — это динамометр с регулируемым размахом рук с пятью положениями рукоятки. Как показано в таблице 2, в большинстве исследований для всех участников использовалась вторая позиция. Это считается наиболее надежной и последовательной позицией [10], которая рекомендуется для повседневного использования.Однако размер руки важен, и только 60% из 214 добровольцев продемонстрировали максимальную силу захвата во втором положении [ 21 ], а 56 здоровых добровольцев самостоятельно выбрали второе или третье положение для максимальной силы захвата [ 22 ]. Позиции рукоятки один [23] и пять [24] оказались значительно менее надежными, чем другие положения, но для людей с очень маленькими руками может потребоваться одно положение [ 25 ]. Было показано, что сила захвата, измеренная с использованием второго положения ручки, снижается у женщин с ногтями, выступающими на 1 см или более за кончик пальца, а у тех, кто использовал положение ручки один, захват был снижен даже с ногтями пальцев, выступающими всего на 0.5 см [ 26 ].

Таблица 2.

Примеры протоколов измерения силы захвата, использованных в исследованиях с использованием динамометра Jamar

Автор и год публикации .	Население ( n ) .	Регулировка ручки .	Положение корпуса .	Поощрение / инструкции .	Руки проверены .	Используемая величина .
Боханнон и Шауберт 2005 [48]	Старейшины, живущие в сообществе, США (21)	2-я	Рекомендации ASHT	Не указано	Оба	Однократное испытание
Desrosiers et al. . 1995 [13]	Старейшины, живущие в сообществе, Канада (360)	2-я	Рекомендации ASHT	Стандартизированные инструкции согласно Mathiowetz et al. (1984)	Оба	Наивысшее из трех
Fried et al. 2001 [64]	Общинные старейшины из исследования сердечно-сосудистой системы (5317)	Не указано	Не указано	Не указано	Доминант	Среднее значение трех
Massy-Westropp et al . 2004 [65]	Здоровые взрослые, Австралия (419)	2-я	Рекомендации ASHT	Не указано	Оба	Однократное испытание
Mathiowetz et al .1985 [66]	Здоровые взрослые, США (628)	2-я	Рекомендации ASHT	Стандартизированные инструкции согласно Mathiowetz et al. (1984)	Оба	Среднее из трех
Sayer et al. 2007 [67]	Общинные старейшины из когортного исследования в Хартфордшире, Великобритания (2,677)	Наиболее комфортно	Испытуемые сидят, предплечья опираются на подлокотники стула, запястья чуть выше конца подлокотника. в нейтральном положении, большой палец направлен вверх, ступни на полу	Дается стандартизованное поощрение	Оба	Наивысшее из трех
Werle et al. 2009 [68]	Взрослые люди, проживающие в сообществе, Швейцария (1023)	2-е	Рекомендации ASHT	Стандартные инструкции при постоянном объеме	Оба	Среднее значение трех

Автор и год публикации .	Население ( n ) .	Регулировка ручки .	Положение корпуса .	Поощрение / инструкции .	Руки проверены .	Используемая величина .
Боханнон и Шауберт 2005 [48]	Старейшины, живущие в сообществе, США (21)	2-я	Рекомендации ASHT	Не указано	Оба	Однократное испытание
Desrosiers et al. . 1995 [13]	Старейшины, живущие в сообществе, Канада (360)	2-я	Рекомендации ASHT	Стандартизированные инструкции согласно Mathiowetz et al. (1984)	Оба	Наивысшее из трех
Fried et al. 2001 [64]	Общинные старейшины из исследования сердечно-сосудистой системы (5317)	Не указано	Не указано	Не указано	Доминант	Среднее значение трех
Massy-Westropp et al . 2004 [65]	Здоровые взрослые, Австралия (419)	2-я	Рекомендации ASHT	Не указано	Оба	Однократное испытание
Mathiowetz et al .1985 [66]	Здоровые взрослые, США (628)	2-я	Рекомендации ASHT	Стандартизированные инструкции согласно Mathiowetz et al. (1984)	Оба	Среднее из трех
Sayer et al. 2007 [67]	Общинные старейшины из когортного исследования в Хартфордшире, Великобритания (2,677)	Наиболее комфортно	Испытуемые сидят, предплечья опираются на подлокотники стула, запястья чуть выше конца подлокотника. в нейтральном положении, большой палец направлен вверх, ступни на полу	Дается стандартизованное поощрение	Оба	Наивысшее из трех
Werle et al. 2009 [68]	Взрослые жители общин, Швейцария (1023)	2-е	Рекомендации ASHT	Стандартные инструкции при постоянном объеме	Оба	Среднее значение трех

Таблица 2.

Примеры захвата Протоколы измерения силы, используемые в исследованиях с использованием динамометра Jamar

Автор и год публикации .	Население ( n ) .	Регулировка ручки .	Положение корпуса .	Поощрение / инструкции .	Руки проверены .	Используемая величина .
Боханнон и Шауберт 2005 [48]	Старейшины, живущие в сообществе, США (21)	2-я	Рекомендации ASHT	Не указано	Оба	Однократное испытание
Desrosiers et al. . 1995 [13]	Старейшины, живущие в сообществе, Канада (360)	2-я	Рекомендации ASHT	Стандартизированные инструкции согласно Mathiowetz et al. (1984)	Оба	Наивысшее из трех
Fried et al. 2001 [64]	Общинные старейшины из исследования сердечно-сосудистой системы (5317)	Не указано	Не указано	Не указано	Доминант	Среднее значение трех
Massy-Westropp et al .2004 [65]	Здоровые взрослые, Австралия (419)	2-я	Рекомендации ASHT	Не указано	Оба	Однократное испытание
Mathiowetz et al . 1985 [66]	Здоровые взрослые, США (628)	2-я	Рекомендации ASHT	Стандартизированные инструкции согласно Mathiowetz et al. (1984)	Оба	Среднее из трех
Sayer et al. 2007 [67]	Общинные старейшины из когортного исследования в Хартфордшире, Великобритания (2,677)	Наиболее комфортно	Испытуемые сидят, предплечья опираются на подлокотники стула, запястья чуть выше конца подлокотника. в нейтральном положении, большой палец направлен вверх, ступни на полу	Дается стандартизованное поощрение	Оба	Наивысшее из трех
Werle et al. 2009 [68]	Взрослые люди, проживающие в сообществе, Швейцария (1023)	2-е	Рекомендации ASHT	Стандартные инструкции при постоянном объеме	Оба	Среднее значение трех

Автор и год публикации .	Население ( n ) .	Регулировка ручки .	Положение корпуса .	Поощрение / инструкции .	Руки проверены .	Используемая величина .
Боханнон и Шауберт 2005 [48]	Старейшины, живущие в сообществе, США (21)	2-я	Рекомендации ASHT	Не указано	Оба	Однократное испытание
Desrosiers et al. . 1995 [13]	Старейшины, живущие в сообществе, Канада (360)	2-я	Рекомендации ASHT	Стандартизированные инструкции согласно Mathiowetz et al. (1984)	Оба	Наивысшее из трех
Fried et al. 2001 [64]	Общинные старейшины из исследования сердечно-сосудистой системы (5317)	Не указано	Не указано	Не указано	Доминант	Среднее значение трех
Massy-Westropp et al .2004 [65]	Здоровые взрослые, Австралия (419)	2-я	Рекомендации ASHT	Не указано	Оба	Однократное испытание
Mathiowetz et al . 1985 [66]	Здоровые взрослые, США (628)	2-я	Рекомендации ASHT	Стандартизированные инструкции согласно Mathiowetz et al. (1984)	Оба	Среднее из трех
Sayer et al. 2007 [67]	Общинные старейшины из когортного исследования в Хартфордшире, Великобритания (2,677)	Наиболее комфортно	Испытуемые сидят, предплечья опираются на подлокотники стула, запястья чуть выше конца подлокотника. в нейтральном положении, большой палец направлен вверх, ступни на полу	Дается стандартизованное поощрение	Оба	Наивысшее из трех
Werle et al. 2009 [68]	Взрослые люди, живущие в сообществе, Швейцария (1023)	2-я	Рекомендации ASHT	Стандартные инструкции при постоянном объеме	Оба	Среднее значение трех

Доминирование рук

Правило 10%, используемое терапевтами, лечащими пациентов с травмами руки, гласит, что доминирующая рука имеет на 10% более сильный захват, чем недоминантная рука [27].Среди американских и греческих добровольцев это было верно для правшей, но для левшей сила захвата была одинаковой в обеих руках [21, 28], что может повлиять на окончательное значение, когда оценивается только одна рука. Аналогичным образом, обзор 10 исследований показал, что испытуемые с доминированием справа были сильнее с правой рукой, тогда как среди субъектов с доминированием слева результаты были неоднозначными [ 29 ].

Положение корпуса

Запястье и предплечье

Ричардс и др. .[ 30 ] обнаружили, что изменение положения предплечья между нейтральным, супинированным и пронированным изменяет силу захвата. Супинированная позиция создавала самую сильную силу, тогда как сила была самой слабой в пронированной позиции.

Колено

Сообщалось о более высокой силе захвата сидя с локтем в сгибании на 90 °, а не полностью разогнутым [ 31 ], а также сообщалось о значительной разнице между сгибанием локтя 45 ° и 90 ° [10].Однако Su et al . [32] обнаружили значительно более высокую силу захвата у 160 китайских испытуемых с полностью вытянутым, а не согнутым локтем, независимо от положения плеч. Канадское исследование 49 здоровых канадских мужчин-правшей в возрасте 60–84 лет показало значительно более высокую силу захвата в недоминантной руке с локтем, согнутым на 90 °, а не полностью разогнутым, но такой разницы не было обнаружено для доминирующей руки [ 33].

Плечо

Су и др. .[ 34 ] оценивали силу захвата при полностью разогнутом локте и сгибании плеча 0 °, 90 ° и 180 °, а также при сгибании локтя до 90 ° и 0 ° сгибания плеча. Наибольшая средняя сила захвата была обнаружена при сгибании плеча на 180 °, а наименьшая — при сгибании плеча на 0 ° и локтевом сгибе на 90 °.

Осанка

В одном исследовании не сообщалось об значительной разнице в силе захвата у испытуемых в сидячем или стоячем положении [35], но у Balogun et al .[36] показали более высокую силу хвата у студентов колледжа стоя, а не сидя. Хиллман [37] обнаружил, что показания без опоры на локти испытуемых были значительно выше, чем при опоре.

Американское общество терапевтов рук (ASHT) рекомендует стандартное положение: пациент сидит, плечи сведены и вращаются в нейтральном направлении, локоть согнут на 90 °, предплечье в нейтральном положении и запястье между 0 и 30 ° тыльного сгибания [ 38 ]. Необходимость в стандартном протоколе для повышения достоверности оценки проиллюстрирована Spijkerman et al. [ 39 ], который обнаружил, что разрешение испытуемым принимать удобную позу дает результаты, значительно отличающиеся от результатов протокола ASHT. Таблица 2 суммирует некоторые различия в протоколах измерения между исследованиями с использованием ручного динамометра Jamar для измерения силы захвата.

Усилие и поощрение

Большинство исследований либо не сообщают, сколько поддержки они дают, либо сообщают о разных количествах (Таблица 2). Различные методы обучения и / или словесного поощрения могут повлиять на производительность [ 40 ] и, таким образом, внести ошибку измерения, как и объем инструкций [ 41 ].Mathiowetz et al. [ 42 ] содержат набор стандартных инструкций: «Я хочу, чтобы вы держали ручку вот так и сжимали так сильно, как можете». Экзаменатор демонстрирует и затем дает испытуемому динамометр. После того, как предмет правильно расположен, экзаменатор говорит: «Вы готовы? Сжимай так сильно, как можешь ». Когда испытуемый начинает сжиматься, экзаменатор говорит: «Сильнее!… Сильнее!… Расслабьтесь».

Интервал между измерениями

Watanabe et al. [ 43 ] сравнил среднее значение двух показаний для каждой руки, многократно измеренных без отдыха или снятых с интервалами в 1 минуту у 100 участников. Во время повторного измерения сила хвата постепенно уменьшалась, тогда как во время интервального измерения не было изменений ни для пола, ни для руки.

Время суток

Янг и др. . [44] сообщили об аналогичных показателях при тестировании силы захвата утром и днем, но Jasper et al .[45] показали циркадный ритм силы хвата с минимумом около 06:00 и максимальным около 18:00.

Подготовка оценщиков

Существует мало литературы по обучению людей измерению силы захвата, но есть свидетельства того, что оценка силы захвата разными терапевтами может считаться взаимозаменяемой, если они следуют одному и тому же протоколу [ 46 ]. В настоящее время научный персонал проходит обучение перед измерением силы хвата [47], но это обычно плохо документируется и не стандартизируется в исследованиях.

Клинические свойства

Надежность и воспроизводимость

Измерения силы захвата, проведенные с помощью динамометра Jamar, имеют доказательства от хорошей ( r > 0,80) воспроизводимости повторных тестов [ 42 ] и отличной ( r = 0,98) межэкспертной надежности [ 46 ] . Высокая воспроизводимость результатов повторного тестирования была продемонстрирована среди пожилых американских добровольцев, проживающих в общинах (средний возраст 75 лет), которые неоднократно тестировались в течение 12-недельного периода [ 48 ].

Количество представленных оценок и итоговых показателей

Протокол ASHT использует среднее значение трех испытаний силы захвата в каждой руке [ 38 ], которые имели более высокую надежность повторного теста среди студенток, чем одно испытание отдельно или максимум из трех испытаний [ 42 ]. Однако Гамильтон и др. . [23] обнаружили аналогичную надежность повторного тестирования только для одного испытания, среднего значения двух или трех испытаний и максимум трех испытаний.Недавнее исследование в Великобритании показало, что одно испытание было столь же надежным и менее утомительным, чем три испытания [ 49 ].

Отзывчивость

Ничке и др. . [ 50 ] оценили надежность теста-ретеста для максимальной силы захвата у 32 здоровых женщин и безболезненного захвата у 10 женщин-инвалидов. Разница в измерениях между тестами составляла ± 5,7 и ± 5,9 кг для здоровых женщин и женщин-инвалидов соответственно. Они предложили минимальное существенное изменение в 6 кг.Аналогичным образом, исследования, посвященные восстановлению после инсульта, оценивают разницу в повторных измерениях силы захвата кисти в диапазоне от 4,7 кг [51] до 6,2 кг [52].

Однако значительные клинические изменения могут быть скрыты вариацией измерения. Клиническое значение изменения силы захвата с течением времени оценивалось с использованием стандартизованного среднего ответа, рассчитанного как среднее изменение в балле / стандартное отклонение этого изменения [53]. Другие авторы аналогичным образом использовали величину эффекта, рассчитанную как разницу между средними (медианными) значениями силы захвата «после» и «до», разделенную на стандартное отклонение (межквартильный диапазон) измерения «до» [54 ].Для обоих показателей значение 0,2–0,5 считается низкой реактивностью, 0,51–0,8 — умеренной, а значение> 0,8 — высоким уровнем отзывчивости.

Обсуждение

Этот обзор состоял из широкого поиска с использованием многих терминов, проведенного двумя независимыми исследователями. Поиск включал оригинальные статьи, а также обзоры, отчеты и материалы конференций, хотя они были ограничены статьями, написанными на английском языке. Он продемонстрировал, что выбор оборудования и протокола измерения для оценки силы захвата сильно различается в разных исследованиях.Ручной динамометр Jamar является наиболее часто цитируемым инструментом в литературе, кажется, общепринятым в качестве золотого стандарта, по которому оцениваются другие динамометры, и имеет наиболее нормативные данные.

На абсолютные значения и точность измерений силы хвата могут влиять такие аспекты протокола, как допуск на размер и доминирование руки, осанка, положение суставов, усилие и поощрение, частота тестирования и время суток, а также подготовка эксперта. . Кроме того, несоответствия в количестве оценок и вариативное использование максимальной или средней силы хвата в качестве суммарного показателя ограничивают сравнение результатов между эпидемиологическими исследованиями.Например, при нескольких попытках максимальная сила захвата будет больше среднего значения.

Различия в протоколе и итоговых показателях, используемых в разных исследованиях, могут повлиять не только на точность и воспроизводимость измерений, но и на способность сравнивать абсолютные значения силы захвата между различными исследуемыми популяциями. В недавнем систематическом обзоре, опубликованном в этом журнале, освещаются проблемы, связанные с выводами из исследований, в которых показатели и исходы физических возможностей оценивались и классифицировались по-разному [ 55 ].

Тестирование силы захвата, вероятно, будет все шире использоваться в клинических условиях, например, при оценке саркопении [ 1 , 56], слабости и недоедания [15] у госпитализированных пожилых людей. Исследование Puig-Domingo et al . [57], оценивая силу мышц и успешное старение, сочли его полезным инструментом клинической оценки, а японское исследование, посвященное оптимальному физическому или когнитивному тесту для выявления риска падений у ослабленных пожилых людей, показало, что наиболее практичным физическим тестом была сила хвата. [58].Однако использование разных протоколов в научных исследованиях может привести к путанице среди клиницистов в отношении того, что составляет лучшую практику, а осуществимость и приемлемость измерения силы захвата в различных медицинских учреждениях не установлена ​​[ 59 ]. Разработка точных и стандартизированных эталонных значений имеет важное значение, поскольку врачи стремятся идентифицировать лиц с повышенным риском неблагоприятных исходов в данной популяции [ 60 ].

Мы полагаем, что необходим стандартизованный метод для более последовательного измерения силы захвата и лучшей оценки саркопении.Это было ранее предложено Американским обществом терапевтов рук [ 38 ], но не принято повсеместно, как видно из таблицы 2. Стандартизованный протокол может улучшить измерение силы захвата не только за счет повышения точности измерений в пределах любого данного исследования (тем самым увеличивая статистическую мощность для выявления связи между силой захвата и клиническими характеристиками), но также обеспечивая возможность обобщения результатов в исследуемых популяциях.

У нас есть хорошо зарекомендовавший себя протокол измерения силы захвата в крупных эпидемиологических исследованиях среди пожилых людей, основанный на протоколе ASHT.Наш протокол дополнительно стандартизирует положение ног и предплечий, поощрение и подготовку экзаменаторов и четко определяет используемые итоговые меры (таблица 3, рисунок 1). Мы делимся этим протоколом, чтобы стимулировать обсуждение для достижения консенсуса в отношении измерения силы хвата.

Таблица 3.

Сравнение протоколов измерения силы захвата ASHT и Southampton

.	АШТ .	Саутгемптонский протокол .
Поза	Субъект сидит	Субъект сидит, одно и то же кресло для каждого измерения
Положение рук	Плечи сведены и повернуты в нейтральном направлении, локти согнуты под углом 90 °, предплечья в нейтральном положении	Предплечья лежат на опоре. подлокотники кресла
Положение запястья	Запястье между 0 и 30 ° тыльного сгибания	Запястье чуть выше конца подлокотника кресла, в нейтральном положении, большой палец обращен вверх
Положение нижней конечности		Ступни на полу
Поощрение		«Я хочу, чтобы вы сжимали так сильно, как можете, так долго, как только можете, пока я не скажу« стоп ».сжатие, сжатие, сжатие, остановка ‘(когда игла перестает подниматься)
Количество попыток		Три попытки с каждой стороны, чередующиеся стороны
Оценка для использования		Максимальный балл за хват из всех использовано шесть испытаний

.	АШТ .	Саутгемптонский протокол .
Поза	Субъект сидит	Субъект сидит, одно и то же кресло для каждого измерения
Положение рук	Плечи сведены и повернуты в нейтральном направлении, локти согнуты под углом 90 °, предплечья в нейтральном положении	Предплечья лежат на опоре. подлокотники кресла
Положение запястья	Запястье между 0 и 30 ° тыльного сгибания	Запястье чуть выше конца подлокотника кресла, в нейтральном положении, большой палец обращен вверх
Положение нижней конечности		Ступни на полу
Поощрение		«Я хочу, чтобы вы сжимали так сильно, как можете, так долго, как только можете, пока я не скажу« стоп ».сжатие, сжатие, сжатие, остановка ‘(когда игла перестает подниматься)
Количество попыток		Три попытки с каждой стороны, чередующиеся стороны
Оценка для использования		Максимальный балл за хват из всех проведено шесть испытаний

Таблица 3.

Сравнение протоколов измерения силы сжатия ASHT и Саутгемптона

.	АШТ .	Саутгемптонский протокол .
Поза	Субъект сидит	Субъект сидит, одно и то же кресло для каждого измерения
Положение рук	Плечи сведены и повернуты в нейтральном направлении, локти согнуты под углом 90 °, предплечья в нейтральном положении	Предплечья лежат на опоре. подлокотники кресла
Положение запястья	Запястье между 0 и 30 ° тыльного сгибания	Запястье чуть выше конца подлокотника кресла, в нейтральном положении, большой палец обращен вверх
Положение нижней конечности		Ступни на полу
Поощрение		«Я хочу, чтобы вы сжимали так сильно, как можете, так долго, как только можете, пока я не скажу« стоп ».сжатие, сжатие, сжатие, остановка ‘(когда игла перестает подниматься)
Количество попыток		Три попытки с каждой стороны, чередующиеся стороны
Оценка для использования		Максимальный балл за хват из всех использовано шесть испытаний

.	АШТ .	Саутгемптонский протокол .
Поза	Субъект сидит	Субъект сидит, одно и то же кресло для каждого измерения
Положение рук	Плечи сведены и повернуты в нейтральном направлении, локти согнуты под углом 90 °, предплечья в нейтральном положении	Предплечья лежат на опоре. подлокотники кресла
Положение запястья	Запястье между 0 и 30 ° тыльного сгибания	Запястье чуть выше конца подлокотника кресла, в нейтральном положении, большой палец обращен вверх
Положение нижней конечности		Ступни на полу
Поощрение		«Я хочу, чтобы вы сжимали так сильно, как можете, так долго, как только можете, пока я не скажу« стоп ».сжатие, сжатие, сжатие, остановка ‘(когда игла перестает подниматься)
Количество попыток		Три попытки с каждой стороны, чередующиеся стороны
Оценка для использования		Максимальный балл за хват из всех использовано шесть испытаний

Рис. 1.

Саутгемптонский протокол измерения силы хвата у взрослых. (1) Удобно усадите участника на стандартный стул с ножками, опорой для спины и неподвижными руками.Используйте один и тот же стул для каждого измерения. (2) Попросите их положить предплечья на подлокотники стула так, чтобы запястье находилось чуть выше конца подлокотника стула — запястье в нейтральном положении, большой палец обращен вверх. (3) Продемонстрируйте, как использовать динамометр с рукояткой Jamar, чтобы показать, что при очень плотном захвате фиксируется лучший результат. (4) Начните с правой руки. (5) Расположите руку так, чтобы большой палец находился вокруг одной стороны ручки, а четыре пальца — вокруг другой стороны. Инструмент должен комфортно лежать в руке.При необходимости измените положение ручки. (6) Наблюдатель должен положить основание динамометра на ладонь, пока испытуемый держит динамометр. Целью этого является поддержание веса динамометра (чтобы свести на нет влияние силы тяжести на пиковую силу), но следует соблюдать осторожность, чтобы не ограничивать его движение. (7) Предложите участнику сжимать как можно дольше и сильнее или до тех пор, пока игла не перестанет подниматься. Как только игла перестанет подниматься, можно проинструктировать участника прекратить сдавливание.(8) Считайте силу захвата в килограммах на внешней шкале и запишите результат с точностью до 1 кг в форму для ввода данных. (9) Повторите измерение в левой руке. (10) Проведите еще два измерения для каждой руки, чередуя стороны, чтобы получить в общей сложности по три показания для каждой стороны. (11) Лучшее из шести измерений силы хвата используется в статистическом анализе, чтобы побудить испытуемых получить как можно более высокий балл. (12) Также запишите доминирование рук, то есть правую, левую или владение обеими руками (людей, которые могут искренне писать обеими руками).Оборудование: Гидравлический ручной динамометр JAMAR модели J00105.

Рис. 1.

Протокол Саутгемптона для измерения силы захвата взрослыми. (1) Удобно усадите участника на стандартный стул с ножками, опорой для спины и неподвижными руками. Используйте один и тот же стул для каждого измерения. (2) Попросите их положить предплечья на подлокотники стула так, чтобы запястье находилось чуть выше конца подлокотника стула — запястье в нейтральном положении, большой палец обращен вверх. (3) Продемонстрируйте, как использовать динамометр с рукояткой Jamar, чтобы показать, что при очень плотном захвате фиксируется лучший результат.(4) Начните с правой руки. (5) Расположите руку так, чтобы большой палец находился вокруг одной стороны ручки, а четыре пальца — вокруг другой стороны. Инструмент должен комфортно лежать в руке. При необходимости измените положение ручки. (6) Наблюдатель должен положить основание динамометра на ладонь, пока испытуемый держит динамометр. Целью этого является поддержание веса динамометра (чтобы свести на нет влияние силы тяжести на пиковую силу), но следует соблюдать осторожность, чтобы не ограничивать его движение.(7) Предложите участнику сжимать как можно дольше и сильнее или до тех пор, пока игла не перестанет подниматься. Как только игла перестанет подниматься, можно проинструктировать участника прекратить сдавливание. (8) Считайте силу захвата в килограммах на внешней шкале и запишите результат с точностью до 1 кг в форму для ввода данных. (9) Повторите измерение в левой руке. (10) Проведите еще два измерения для каждой руки, чередуя стороны, чтобы получить в общей сложности по три показания для каждой стороны. (11) Лучшее из шести измерений силы хвата используется в статистическом анализе, чтобы побудить испытуемых получить как можно более высокий балл.(12) Также запишите доминирование рук, то есть правую, левую или владение обеими руками (людей, которые могут искренне писать обеими руками). Оборудование: Гидравлический ручной динамометр JAMAR модели J00105.

• Недавно был предложен консенсусный подход к определению и диагностике саркопении, который включает измерение силы хвата.

• Существуют значительные различия в существующих методах оценки силы хвата, что затрудняет сравнение результатов исследований.

• Стандартизованный метод позволит более последовательно измерять силу захвата и лучше оценивать саркопению.Описан наш подход.

Конфликт интересов

Не объявлено.

Финансирование

Эта работа была поддержана Советом по медицинским исследованиям и Саутгемптонским университетом. Никакого дополнительного финансирования на эту работу принимающие учреждения не получали.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Карен Дрейк за помощь в поиске многочисленных ссылок, используемых в этой работе, и Ричарда Доддса за помощь в анализе процесса обзора.

Список литературы

Очень длинный список ссылок, поддерживающих этот обзор, означает, что здесь перечислены только самые важные и выделены жирным шрифтом по всему тексту. Полный список литературы доступен в качестве дополнительных данных на сайте журнала http://www.ageing.oxfordjournals.org/ в Приложении 1.

1,,, et al.

Саркопения: Европейский консенсус в отношении определения и диагностики: отчет Европейской рабочей группы по саркопении у пожилых людей

,

Возрастное старение

,

2010

, vol.

39

(стр.

412

—

23

) 3.

Ручная динамометрия позволяет прогнозировать будущие результаты у пожилых людей

,

J Geriatr Phys Ther

,

2008

, vol.

31

(стр.

3

—

10

) 4,,,,,.

Падения, саркопения и рост в раннем возрасте: результаты когортного исследования в Хартфордшире

,

Am J Epidemiol

,

2006

, vol.

164

(стр.

665

—

71

) 5,,,,.

SF-36: простой и эффективный измеритель подвижности-инвалидности для эпидемиологических исследований

,

J Nutr Health Aging

,

2009

, vol.

13

(стр.

57

—

62

) 6,,,,,.

Предсказывает ли сила сжатия при поступлении продолжительность пребывания госпитализированных пожилых пациентов?

,

Возраст Старение

,

2006

, т.

35

(стр.

82

—

4

) 7,,,.

Сила захвата, строение тела и смертность

,

Int J Epidemiol

,

2007

, vol.

36

(стр.

228

—

35

) 8,,.

Объективно измеренные уровни физических возможностей и смертность: систематический обзор и метаанализ

,

BMJ

,

2010

, vol.

341

стр.

c4467

11.

Испытания на прочность рукоятки: обзор литературы

,

Aust Occup Ther J

,

1999

, vol.

46

(стр.

120

—

40

) 14.

Сравнение динамометров Роляна и Джамара для измерения силы захвата

,

Occup Ther Int

,

2002

, vol.

9

(стр.

201

—

9

) 21,,.

Прочность руки: нормативные значения

,

Дж Hand Surg [Am]

,

1994

, vol.

19

(стр.

665

—

70

) 22,,,.

Влияние самостоятельно выбранного положения рукоятки на максимальную силу рукоятки

,

Arch Phys Med Rehabil

,

2005

, vol.

86

(стр.

328

—

31

) 25,,,.

Размер руки влияет на оптимальный интервал захвата у женщин, но не у мужчин

,

J Hand Surg Am

,

2002

, vol.

27

(стр.

897

—

901

) 26,,.

Влияние длины ногтя на работоспособность пальцев и кисти

,

J Hand Ther

,

2000

, vol.

13

(стр.

211

—

7

) 29.

Сила захвата: сводка исследований по сравнению измерений доминантных и недоминирующих конечностей

,

Percept Mot Skills

,

2003

, vol.

96

Pt 1

(стр.

728

—

30

) 30,,.

Как положение предплечья влияет на силу захвата

,

Am J Occup Ther

,

1996

, vol.

50

(стр.

133

—

8

) 31,,.

Влияние положения локтя на хват и силу защемления ключа

,

J Hand Surg Am

,

1985

, vol.

10

(стр.

694

—

7

) 34,,,,.

Сила захвата в разных положениях локтя и плеча

,

Arch Phys Med Rehabil

,

1994

, vol.

75

(стр.

812

—

5

) 38. ,

Сила захвата

,

1992

2-е издание

Чикаго

Американское общество ручных терапевтов

39,,,.

Стандартизация измерений силы захвата. Влияние на повторяемость и пиковое усилие

,

Scand J Rehabil Med

,

1991

, vol.

23

(стр.

203

—

6

) 40,.

Влияние инструкций, словесного поощрения и визуальной обратной связи на статическую силу захвата

,

1999

Труды 43-го ежегодного собрания Общества по человеческому фактору и эргономике, тт.1 и 2

(стр.

703

—

7

) 41,,.

Взаимосвязь между объемом словесных команд и величиной сокращения мышц

,

Phys Ther

,

1983

, vol.

63

(стр.

1260

—

5

) 42,,,.

Надежность и достоверность оценок силы захвата и защемления

,

J Hand Surg [Am]

,

1984

, vol.

9

(стр.

222

—

6

) 43,,,,,.

Кратковременная надежность измерения силы хвата и влияние положения и размаха хвата

,

J Hand Surg [Am]

,

2005

, vol.

30

(стр.

603

—

9

) 46,,.

Надежность внутри и между тестерами и контрольные значения силы руки

,

J Rehabil Med

,

2001

, vol.

33

(стр.

36

—

41

) 48,.

Тест-повторный тест на надежность измерений силы захвата, полученных в течение 12-недельного интервала у пожилых людей, живущих в сообществе

,

J Hand Ther

,

2005

, vol.

18

(стр.

426

—

7

) 49,,.

Надежность одного против трех испытаний захвата у субъектов с симптомами и без симптомов

,

J Hand Ther

,

2006

, vol.

19

(стр.

318

—

27

) 50,,,.

Когда изменение считается подлинным? Клинически значимая интерпретация измерений силы захвата у здоровых женщин и женщин с ограниченными возможностями

,

J Hand Ther

,

1999

, vol.

12

(стр.

25

—

30

) 55,,, et al.

Объективные измерения физических возможностей и последующего здоровья: систематический обзор

,

Age Aging

,

2011

, vol.

40

(стр.

14

—

23

) 59.

Sarcopenia

,

BMJ

,

2010

, т.

341

стр.

c4097

60,,,,.

Контрольные значения силы захвата взрослых, измеренные с помощью динамометра Jamar: описательный метаанализ

,

Physiotherapy

,

2006

, vol.

92

(стр.

11

—

5

)

© Автор 2011. Опубликовано Oxford University Press от имени Британского гериатрического общества.Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]

.