Физики разоблачили каратистов: вот за счет чего рукой разбивают кирпичи

Изображение эксперта по карате, который голыми руками разбивает прочные плиты из дерева и бетона, нам хорошо знакомо. Это правда, что человеческая рука способна раскалывать деревянные доски и рушить бетонные блоки. Трио физиков изучили, почему этот подвиг не ломает наши кости.

В конце 1970-х годов группа физиков – любителей каратэ решила провести эксперимент. Троица хотела узнать главный секрет каратистов. И им это удалось. Оказывается, никакого фокуса нет – идеальный удар каратиста является ничем иным, как точным применением законов Ньютона, пишет BigThink. Человек действительно способен крушить бетон ладонями. Но это требует изнурительных тренировок, и главная здесь даже не сила, а точность.

Эксперимент 

Ученые поместили дерево и бетон в гидравлический пресс, чтобы определить величину напряжения, нужную для раскалывания нижней части предметов. Деревянная доска может прогнуться примерно на один сантиметр, прежде чем сломается, что требует усилия в 500 ньютонов.

Бетонные блоки нужно отклонить всего на один миллиметр, прежде чем они сломаются, но поскольку этот материал хуже гнется, чем дерево, для этого требуется усилие от 2,5 до 3 тысяч ньютонов. А поскольку при столкновении часть энергии теряется, кулак должен приложить еще больше усилий, чтобы разбить блоки.

К счастью, человеческая рука способна генерировать очень большую силу за очень короткий промежуток времени. Воздействие обычного удара длится лишь около пяти миллисекунд. Сочетая теорию и эксперимент, команда обнаружила, что за этот короткий промежуток времени рука каратиста способна прикладывать силу более 3 тысяч ньютонов, что равняется удару весом 675 килограммов.

Сила удара

Модель команды показывает, что рука должна развивать скорость 6,1 метра в секунду, чтобы разбить дерево и 10,6 метра в секунду, чтобы разбить бетон. Такие скорости согласуются с наблюдением, что новички могут ломать дерево, но не бетон. Скорость руки 6,1 метра в секунду находится в пределах досягаемости для начинающих, но скорость 10,6 метра в секунду требует тренировок и практики.

Ученые смогли продемонстрировать свои навыки боевых искусств в ходе расследования. Двое из них были сфотографированы при ударе по груде деревянных досок со скоростью 120 кадров в секунду. Это позволило измерить смещение, скорость и ускорение разных частей кулака. Эти фотографии показали, что кулак сжимается и деформируется до такой степени, что вряд ли ведет себя как жесткий объект.

Уцелеет ли рука

Как же так получается, что рука остается целой. Здесь на помощь приходит анатомия. Человеческая кость в пять раз тверже бетона и в пятьдесят раз сложней ломается. Чтобы успешно разрубить бедренную кость каратисту понадобится сила более 25 тысяч ньютонов. Кости в руке легко способны поглотить напряжение от удара.

Конечно, подлинную силу обеспечивает техника, а не сила. Удачный удар должен попасть в доску точно по центру. Именно точность делает каратэ не только великолепной физической дисциплиной, но и ментальной, пришли к выводу физики.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы не упустить важные новости. Подписаться на канал в Viber можно здесь.