Фізики викрили каратистів: ось за рахунок чого рукою розбивають цеглу

Зображення експерта з карате, який голими руками розбиває міцні плити з дерева та бетону, нам добре знайоме. Цілковита правда, що людська рука здатна розколювати дерев'яні дошки та руйнувати бетонні блоки. Тріо фізиків дослідили, чому цей подвиг не ламає наші кістки.

Наприкінці 1970-х років група фізиків - любителів карате вирішила провести експеримент. Трійця хотіла дізнатися головний секрет каратистів. І їм це вдалося. Виявляється, ніякого фокусу немає - ідеальний удар каратиста є нічим іншим, як точним застосуванням законів Ньютона, пише BigThink. Людина дійсно здатна трощити бетон долонями. Але це потребує виснажливих тренувань, і головна тут навіть не сила, а точність.

Ескперимент 

Вчені помістили дерево та бетон у гідравлічний прес, щоб визначити величину напруги, необхідну для розколювання нижньої частини предметів. Дерев'яна дошка може прогнутися приблизно на один сантиметр, перш ніж зламається, що вимагає зусилля в 500 ньютонів.

Бетонні блоки потрібно відхилити лише на один міліметр, перш ніж вони зламаються, але оскільки цей матеріал гірше гнеться, ніж дерево, для цього потрібно зусилля від 2,5 до 3 тисяч ньютонів. А оскільки при зіткненні частина енергії втрачається, кулак повинен докласти ще більше зусиль, щоб розбити блоки.

На щастя, людська рука здатна генерувати дуже велику силу за дуже короткий проміжок часу. Вплив звичайного удару триває лише близько п'яти мілісекунд. Поєднуючи теорію та експеримент, команда виявила, що за цей короткий проміжок часу рука каратиста здатна прикладати силу понад 3 тисячі ньютонів, що дорівнює удару вагою 675 кілограмів.

Сила удару 

Модель команди показує, що рука повинна розвивати швидкість 6,1 метра в секунду, щоб розбити дерево, і 10,6 метра в секунду, щоб розбити бетон. Такі швидкості узгоджуються зі спостереженням, що новачки можуть ламати дерево, але не бетон. Швидкість руки 6,1 метра в секунду знаходиться в межах досяжності для початківців, але швидкість 10,6 метра в секунду вимагає тренувань і практики.

Науковці змогли продемонструвати свої навички бойових мистецтв під час розслідування. Двоє з них були сфотографовані під час удару по купі дерев'яних дощок зі швидкістю 120 кадрів в секунду. Це дозволило виміряти зміщення, швидкість і прискорення різних частин кулака. Ці фотографії показали, що кулак стискається і деформується до такої міри, що навряд чи поводиться як твердий об'єкт.

Чи вціліє рука

То як же так виходить, що рука залишається цілою. Тут на допомогу приходить анатомія. Людська кістка в п'ять разів твердіша за бетон і в п'ятдесят разів важче ламається. Щоб успішно розрубати стегнову кістку каратисту знадобиться сила понад 25 тисяч ньютонів. Кістки в руці легко здатні поглинути напругу від удару.

Звичайно, справжню силу забезпечує техніка, а не сила. Успішний удар повинен влучити в дошку точно по центру. Саме точність робить карате не тільки чудовою фізичною дисципліною, але й ментальною, дійшли висновку фізики.

Підписуйтесь на наш Telegram-канал, щоб не пропустити важливі новини. Підписатися на канал у Viber можна  тут.