1.1. Удар, как физический процесс
1.1. Удар, как физический процесс
Всем, кто занимается каратэ, известно, что прямые удары наносятся вдоль продольной оси по незащищенным участкам тела по центральной линии тела и под углом 90о к цели. Вращение кулака, как и его сжатие, производится в последний момент, как бы ввинчиваясь в цель. Вращение кулака именно в последний момент позволяет держать руку расслабленной на протяжении всей траектории удара, выключая степени свободы лишь в последний момент. Кулак, приходя в цель, должен располагаться горизонтально под углом 90о к цели. На близких дистанциях, когда рука выпрямляется не полностью, кулак должен приходить в цель вертикально. В обоих случаях рука выбрасывается волновым движением, которое задается всем телом. Рука после удара должна быть отдернута с той же скоростью или больше, чем, когда двигалась к цели. Корпус должен располагаться строго вертикально. Это известно всем. Однако есть и другие техники исполнения, которые будут рассмотрены далее в этой работе, но всем им присущ принцип волнового формирования удара. Для начала рассмотрим физическую природу удара.
По второму закону Ньютона, формула определения силы удара будет выглядеть следующим образом:
F = m (v1 – v2) / (t1 – t2)
где m – это масса ударяющего предмета,
v1 и v2 – это скорость в момент начала удара и после него,
t1 и t2 – это время, которое было затрачено на контакт.
Из формулы видно, что чем больше времени занимает удар, тем он слабее. Время, затраченное на контакт с целью должно быть минимальным. Не вникая в подробности преобразования формул второго и третьего законов Ньютона, используем конечную формулу измерения эффективности удара, применяемую в Кодокане.
Кинетическая энергия удара прямопропорциональна половине произведения массы на квадрат скорости.
Eкин= (mv2) /2
Давление же, с которым кулак воздействует на тело пропорционально силе удара, разделенной на площадь ударной поверхности.
P=Eкин/Sпов.
где
m —масса тела (кулака),
v – скорость, обеспеченная волновым принципом,
Sпов. – площадь бьющей поверхности
Допустим, что
Sпов. кулака = 24 см2
Sпов. шуто, 4х фаланг, кулака 45о = 12 см2
Sпов. 1й фаланги = 1 см2
m = 0,8 кг – средний вес кулака взрослого мужчины
v = 5,8 м/с – средняя скорость прямого удара кулаком начинающего каратиста
Eкин = 0,8*5,82/2 = 13,6 Дж
Pкулака = Eкин /24 = 0,6 Дж/см2
Pшуто, 4х фаланг = Eкин /12 = 1,1 Дж/см2
Pпальца, фаланги = Eкин /1 = 13,6 Дж/см2
Как известно, энергия может превращаться из одной формы в другую, поэтому и полученное выше количество энергии кулака (13,6 Дж) можно употребить для, например, метания камня ввысь. То же количество энергии также можно было бы освободить при свободном падении камня с известной высоты.
Екин = 1/2*mV2
Епот = mgh
Екин = Епот
1/2*mV2 = mgh
h = Екин/mg
Если в качестве массы возьмем предмет (камень) массой m=1кг, то при ускорении в g=10 м/сек2 энергия удара кулака начинающего каратиста будет иметь одинаковое количество энергии, как и камень массой в 1 кг, когда падает с высоты в 1,5 метра:
h = 13,6 Дж/1кг*10м/с2=1,5м
Это совершенно очевидно доказывает, насколько в каратэ важен фактор скорости для силы удара. Вдвое увеличенная скорость в четыре раза увеличивает энергию удара, а вдвое увеличенная масса дает всего лишь в два раза большую энергию. Итак, сила, необходимая в каратэ, не есть сила, которою поднимаются тяжести, а сила, полученная как результат скорости; мышечная сила, преобразованная в скорость, в контакте с противником превращается в энергию удара.
Увеличить массу ради увеличения силы удара довольно проблематично, а вот натренировать скорость, – вполне под силу любому. Ведь нам уже известно, что сила удара больше всего зависит от скорости и времени соприкосновения кулака с целью. При высокой скорости любой удар обязательно достигнет цели.
Во время соревнований мы часто можем наблюдать выполнение спортсменами толчковых ударов, идущих не от таза, а от плеч. Как правило, такие удары не приводят к желаемому эффекту в большинстве случаев. Мышцы тела, при такой форме исполнения, напрягаются и закрепощаются уже во время движения кулака к цели ДО момента его соприкосновения с ней. Такие удары достаточно медленны в исполнении, сила их зависит исключительно от атлетичности бойца и эффективны максимум в своей весовой категории. Кроме того, привычка вкладывать в удар силу и наносить удары от плеч приводит со временем к проблемам с позвоночником (в области поясницы). К таким же проблемам приводит исполнение ударов без контроля тандэна. Это говорит о плохом техническом исполнении и отсутствии тренированности в нанесении прямых ударов.
Из физики нам известно, что опора воздействует на предмет с силой равной или меньшей чем сила, с которой предмет действует на опору (упругость).
F = m*g2*coosф
где ф – угол между плоскостью опоры и горизонтальной плоскостью.
В момент соприкосновения ударной поверхности с целью, последняя может быть представлена как опора. Наибольшее воздействие оказывается при значении угла 90о, и наоборот, что очень важно знать при выполнении блоков. Поэтому, в каратэ и бьют под прямым углом. Однако, угол это еще не все. При соприкосновении кулака с целью все тело должно быть напряженным, как единое целое и в том числе пальцы. Ведь при соприкосновении кулака с целью пальцы имеют некоторую степень свободы, которая гасит скорость кулака и увеличивает время его соприкосновения с целью. При отработке ударной техники следует очень тщательно работать не только над жесткостью структуры тела, но и над степенью сжатия пальцев, чтобы исключить их степени свободы.
При ударе под углом 45о к цели участие пальцев практически исключено, проникающая способность кулака выше (1,1 Дж/см2), однако, косинус угла равен ?, – т.е. сила удара и, соответственно давление меньше от расчетных в два раза. Кинетическая энергия и проникающая способность такого удара приближаются к обычному удару кулаком под углом 90о.
Принято считать, что при нанесении удара в момент сближения бойцов их скорости складываются, и сила удара возрастает. Нет, это совсем не так.
Например, если два легковых автомобиля одной марки столкнутся на скорости каждой из них 60 км/час, то повреждения у них будут одинаковы. Если же на такой скорости легковой автомобиль столкнется с КАМАЗом, то у легкового автомобиля повреждения будут куда более значительными по сравнению с повреждениями КАМАЗа. Тело с большей массой способно передать большую энергию деформации телу с меньшей массой на одинаковых скоростях. И другой пример. Если из ручного противотанкового гранатомета выстрелить холостым зарядом в борт БМП с расстояния в пару десятков метров, то выстрел легко прошьет борт машины. Здесь условия несколько другие – тело с большей скоростью способно передать большую энергию деформации другому телу, даже с большей массой, но двигающемуся с меньшей скоростью.
Если обратиться к разделу физики ДИНАМИКА (упругие и неупругие соударения), то на примере баллистического маятника видно, что импульс силы, переданный маятнику, будет тем большим, чем большей была скорость пули. Если же оба тела движутся навстречу примерно с равной скоростью, то больший импульс силы в виде энергии деформации будет принят телом с меньшей массой. Кроме того, тело с большей массой передает и больший импульс (энергию деформации) телу с меньшей массой. Поэтому, навстречу движению атаки противника боец должен провести встречный контрудар таким образом, чтобы полностью или частично нейтрализовать воздействие массы атакующего или нанести более значительное воздействие в зависимости от соотношения масс бойцов и скорости собственного удара.
Тело противника можно представить как опору, а кулак как груз, воздействующий на нее. В момент удара, на кулак воздействует упругость опоры и импульс силы в виде ударной волны, которая, проникая в тело противника, возвращается обратно в кулак, воздействуя на тело спортсмена, наносящего удар. При нарушении условия жесткости структуры тела, когда ударная волна не может «утечь» через ноги спортсмена в землю, она воздействует на тело самого спортсмена в местах, наиболее чувствительных или слабых по отношению к обратной волне, что чревато возникновением множества микротравм и незаметно, но деструктивно воздействует на организм. Это очень легко проверить на практике. Если при нанесении ударов, например, локтем по боксерскому мешку, намеренно терять связь с опорой (полом), то уже через несколько ударов можно ощутить, как каждый удар отдает болью в области головы. Отсюда можно сделать два очень важных вывода:
при нанесении удара боец должен сохранять устойчивое равновесие и жесткость структуры тела для передачи собственного импульса силы;
после нанесения удара тело должно сразу же расслабиться, рука должна быть отдернута как можно скорее для предотвращения возврата части энергии в виде отдачи.
Человеческое тело по своей природе не однородно по плотности:
конечности представляют собой кости, покрытые разным по толщине слоем мышц;
шея – спереди полая гортань, сзади позвоночник, по бокам артерии;
уязвимые суставы в области конечностей;
череп представляет собой соединение из плоских костей и суставом нижней челюсти, внутри черепа находится мозг, по плотности значительно ниже, чем кости черепа, а в некоторых местах соединения костей черепа проходят кровеносные сосуды;
верхняя часть туловища имеет жесткий каркас из ребер, внутри которого находятся плотные органы, наполненные жидкостью (кровью), – разнородность плотности тел на лицо;
нижняя часть туловища с полыми органами, которые могут быть наполненными или нет. Особенностью данной части тела является нижняя часть тела, – область мочевого пузыря и легко уязвимая лобковая кость.
Возьмем два предмета, например, деревянный брусок размером 50х50х150 мм и воздушный шар, наполненный двумя-тремя стаканами воды. Если резко ударить каждый из них тупым концом карандаша, то импульс силы заставит брусок сдвинуться с места на некоторое расстояние по направлению приложенного вектора силы, а пузырь с водой начнет совершать колебательные движения в разные стороны, вобрав перед этим в себя импульс приложенной силы. Повторим опыт с некоторыми изменениями. Теперь, вместо карандаша возьмем круглый предмет такой же длины, но большего диаметра (примерно в 4 раза). Теперь, при ударе такой же силы, пузырь будет совершать более видимые колебания.
Разность поведения предметов связана со степенью жесткости их структуры и способности к поглощению импульса силы. Иными словами, наличие или отсутствие внутренних степеней свободы тел (упругость деформации) и приводит к таким результатам в поведении тел различной плотности. Брусок имитирует поведение скелета человека, а пузырь – плотных внутренних органов, наполненных жидкостью (кровью). Причем, пузырю удавалось более легко поглощать энергию карандаша, но энергию более толстого предмета поглотить уже не способен.
Самураи, находясь верхом на лошади, часто прикрепляли к спине кусок плотной ткани, который развевался как парашют, – т.о. они защищались от стрел. Дело в том, что стрела, попадая в этот «парашют» обволакивалась мягкой тканью и теряла кинетическую энергию, просто падая на землю. Точно так же при ударе в живот достаточно просто расслабить мышцы живота и слегка подать таз назад по направлению удара. Жесткость структуры тела нарушается, и проникающая сила просто рассеивается. При напряжении мышц живота, ударная волна проникает в тело, отражаясь от плотных структур и распространяясь по траектории удара.
Проникающая способность удара и производимый им эффект, например пальцем в живот будет сильно отличаться от такого же воздействия в надключичную ямку, а эффект от удара кулаком или ладонью в те же места будет другим. Это связано с отличием мест поражения в размерах, строении, плотности, наличием разности сред и наличием или отсутствием в этих местах биологически активных точек. Нам уже известно, что в более плотном теле (брусок, кость) энергия передается по направлению вектора силы, в то время как в жидких средах во все стороны одинаково. Для лучшей передачи энергии деформации, воздействие на внутренние (плотные) органы должно быть не пробивного действия (палец, одна фаланга), а по всему фронту (ладонь, и в некоторых случаях, кулак).
Поэтому, для поражения органов, наполненных жидкостью (легкие, сердце, мочевой пузырь, мозг) и защищенных скелетом следует наносить удары ладонью, при поражении биологически активных точек – пальцем или одной фалангой, а пробивные и дробящие удары кулаком. Т.о., с одной стороны соблюдается принцип инь-ян (ладонь – инь, а грудная клетка – ян, кулак – ян, живот – инь), а с другой стороны соблюдается принцип целесообразности и эффективности воздействия на противника в зависимости от ситуации и получение требуемого эффекта.
Пример, – удар в точку головы цюй-бинь (точка меридиана желчного пузыря VB-7, место прохождения поверхностной височной артерии и вены):
удар кулаком – разрушение сходящихся костей черепа и повреждение височной артерии и мозга осколками костей черепа. Результат – мгновенная смерть;
удар ребром ладони – прогиб костей черепа внутрь и защемление артерии. Результат – сотрясение мозга, и смерть через несколько лет.
В вышеизложенных расчетах не принимались во внимание масса, скорость и вектора движения разных частей тела и их общие вектор и масса. Они представляют собой лишь приблизительные оценки, что не умаляет их значения, ибо в данном случае их смысл не в точности, а в выяснении различных энергетических эффектов отдельных ударов.
Таким образом, можно сделать общие выводы о том, от чего зависит эффективность удара:
чем выше скорость удара и меньше время соприкосновения кулака с целью, тем больше сила удара;
значение силы удара максимальное при нанесении его строго перпендикулярно к поражаемой точке, а в момент попадания в цель пальцы кулака должны быть плотно сжаты;
при ударах под углом 45о обеспечивается необходимая жесткость кулака за счет отсутствия степеней свободы пальцев;
отдергивание руки должно производиться с той же или большей скоростью, чем наносился удар, для «замыкания» ударной волны в теле и препятствия для ее возврата в руку;
правильное вложение в удар всей силы и веса возможно только при условии полной согласованности работы всех частей тела и, что в свою очередь, возможно при условии сохранения устойчивого равновесия («укоренения»), т.е. вектор силы должен быть направлен от задней ноги через тело в кулак;
воздействие, производимое ударом на тело человека, может по разному оказывать воздействие на разные его участки и органы. Поэтому, для получения должного ожидаемого эффекта от ударного воздействия необходимо точно знать как, куда, с какой силой и под каким углом наносить тот или иной удар;
понимать состояние соперника и его ритма дыхания, и наносить удар в конце его выдоха, в момент начала вдоха (когда мышцы тела расслаблены).
Данный текст является ознакомительным фрагментом.