Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа с. Бисерово Афанасьевского района Кировской области

«Шагомер» считает точно?

Заворохина Ульяна Юрьевна

2006 г.р., 7 класс

Руководитель: Черанёва Алёна Игоревна

учитель физики

Бисерово, 2020

Оглавление

Введение        3

Основная часть        4

Теоретическая часть        4

Практическая часть        6

Заключение        8

Список источников        9

Приложение 1        10

Введение

Медики утверждают, что для нормальной работы организма человеку необходимо каждый день делать не менее 10 тысяч шагов. Как узнать, сколько шагов делаешь, не будешь же сам заниматься подсчетами? В продаже есть электронные шагомеры, которые подсчитывают количество пройденных шагов. Если у человека есть смартфон под управлением операционной системы Андроид, то он может обойтись без электронного шагомера. Достаточно установить на него приложение «Шагомер»,  и у смартфона появится новая полезная функция.

Актуальность проекта: в сети Интернет я прочитала информацию о шагомерах, о правилах использования  смартфона для подсчета шагов и решила проверить, насколько он точно считает шаги, и стоит ли верить количеству километров, которые приложение показывает.

Проблема:точены ли показания Шагомера – приложения мобильного телефона.

Гипотеза: показания шагомера точные.

Цель работы: определить точность данных мобильного приложения «Шагомер» для смартфона.

Задачи:

1. Узнать, как работает «Шагомер».
2. Изучить теорию прямых измерений (понятия: точность и погрешность прибора, методы их определения).
3. Определить точность показаний шагомера по количеству шагов и пройденных километров.
4. Предложить рекомендации по использованию «Шагомера» в телефоне.

Объект изучения: приложение к мобильному телефону «Шагомер».

Предмет изучения: точность измерений «Шагомера».

Основная часть

Теоретическая часть

Мобильное приложение "Шагомер" записывает количество пройденных шагов и отображает их, одновременно показывая, сколько калорий вы потратили, какое прошли расстояние, за сколько времени и с какой скоростью в час.

«Шагомер» работает в мобильном телефоне со встроенным датчиком - акселерометр. В процессе своей работы приложение отслеживает изменения в показаниях этого датчика и на основании этого определяет, был ли сделан шаг. Датчик может дать информацию о направлении и скорости движения, о силе притяжения и о том, под каким углом вы держите устройство.

Акселерометр сообщает значения этих параметров каждый раз, когда они меняются, а также время изменения. Приложение сохраняет эти значения в базу данных и ищет закономерности.

Акселерометр выдает три значения: по осям x, y и z. Пока делается первый шаг, значение по оси х увеличивается, в зависимости от силы, с которой началось движение. Значение по оси y сначала тоже увеличивается – когда устройство поднимается вместе с человеком – а затем уменьшается, когда опускается к земле в конце шага. Очень редко производители подобных датчиков заботятся об их высокой точности. Тем более что  у разных моделей и чувствительность отличается, поэтому в редких случаях возможны очень большие (более 30%) отклонения, сводящие на нет всю полезность данного приложения.

В целом же, смартфоны оснащены акселерометрами, достоверности показателей которых на бытовом уровне вполне достаточно. Но они могут зависеть от многих критериев, вплоть до того, каким образом вы держите смартфон. Если он лежит в кармане брюк, то точность  максимально будет соответствовать реальным показателям, погрешность составит не более 3-10 %.

Важное дополнение! Так как длина шагов у каждого человека отличается, то данный показатель определяется на основе персонального темпа ходьбы. В настройках приложения: нужно задать длину собственного шага; массу тела; в конце дня или занятия снять данные.

Шагомеры не приносят никакого вреда человеку. Кому пригодится шагомер?

1. Людям с заболеваниями сердечно сосудистой системы.
2. Спортсменам и людям, желающим изменить свою фигуру.
3. Ученым для экспериментов.
4. Всем, кто хочет контролировать количество шагов.

В работе я буду измерять количество шагов с помощью «Шагомера», это прямое измерение. При прямом измерении осуществляется количественное сравнение физической величины с соответствующим эталоном при помощи измерительных приборов. Отсчет по шкале прибора указывает непосредственно измеряемое значение. Например, линейка позволяет измерить длину x карандаша.

Точность прямых измерений некоторой величины x оценивается величиной погрешности или ошибки измерений. Различают абсолютную и относительную x ε погрешности измерений. Абсолютная погрешность Δx имеет размерность измеряемой физической величины x, а результат измерений с указанием абсолютной погрешности записывается в виде: x =x±Δx ,  где –Х число, равное среднему арифметическому значению n измерений x или «среднее по выборке». Относительная ошибка измеряется % и определяется как отношение: .

Если относительная погрешность моих измерений количества шагов составит 3-10 % процентов, то приложению можно доверять.

Методы исследования.

Я скачала приложение  «Шагомер»  к телефону honor 7A. Приложение показывает: количество шагов, количество метров, скорость, время и количество сожженных калорий. В своей работе я проверю точность показаний количества шагов и пройденных метров.

Методика проверки показаний.

1. Открыть приложение  и запустить его, пройти 10 шагов. Снять показания с «Шагомера», записать его, повторите процедуру 10 раз. Найти среднее значениеи отклонения от среднего значения, среднее значение отклонений, найти относительную погрешность измерений. Сделать вывод.
2. Пройти N=30 шагов. Измерить  пройденное расстояние - L.  Найти среднюю длину шага d=L/N. Настроить работу  «Шагомера» по своим данным.
3. Отмерить расстояние в 18 м. Запустить «Шагомер», пройти 18 м записать данные: количество шагов и метров. Провести измерения 5 раз. Найти абсолютную и относительную погрешности измерений. Сделать вывод о точности измерений.

Практическая часть

1. Проверка точности показаний количества шагов

Результат: количество пройденных шагов измеренное с помощью Шагомера N’=10±1.Относительная погрешность составляет 10%, результат находится на границе допускаемых значений.

2. Определение средней длины шага.

3. Определение точности пройденного расстояния

Вывод: среднее значение в отклонении по количеству шагов составило 6%, абсолютная погрешность измеренного расстояния составила 1,6 м (8%), допустимые  3-10 %, результаты входят в заданные границы. Т.е. результатам «Шагомера»  можно доверять, и при использовании «Шагомера» учитывать относительную погрешность  ± 6% по количеству пройденных шагов и ±8 % по пройденному расстоянию.

Заключение

В своей работе я определяла точность мобильного приложения «Шагомер», предположив, что показания «Шагомера» точные.

Я выяснила,  как работает «Шагомер» в смартфоне, подобрала методы измерения точности сделанных измерений, с помощью  Интернет-ресурсов выяснила допустимые погрешности измерений: 3-10%. Подобраласкачала «Шагомер», настроила приложение под себя. Определила точность показаний шагомера по количеству шагов, погрешность составила 10%, что не превысило рекомендованных границ.Определила точность пройденных километров, погрешность составила 8%, что не превысило рекомендованных границ.

Т.е. мобильному приложению можно доверять миссию по подсчету шагов, но необходимо учитывать, что результат может быть больше или меньше действительного на 6-10%. При начале работы с «Шагомером» необходимо настроить приложение на личные параметры. Будьте здоровы!

Список источников

1. https://zen.yandex.ru/media/androidlime/shagomer-v-telefone--kak-vkliuchit-i-polzovatsia-5c4eb6dd3cf90800af05a2fd
2. https://mobcompany.info/interesting/kak-smartfon-schitaet-shagi-i-verny-li-dannye.html
3. https://fitneschasy.ru/shagomer-i-mobilnyie-prilozheniya-dlya-podschyota-shagov-kak-eto-rabotaet/
4. https://au-med.ru/kak-rabotaet-shagomer

Приложение 1