"Fizyka sportu"

Witam wszystkich serdecznie 


Korzystając z okazji nagłego, przymusowego pozostania w domu, spowodowanego problemami gastrycznymi, postanowiłam napisać kolejny post. Odpoczywając po wczorajszym treningu i poszerzając teoretyczną wiedzę, natknęłam się na pewną książkę pt: "Fizyka sportu" autorstwa Krzysztofa Ernesta. Zainteresował mnie pewien rozdział tej książki, oczywiście związany ze sztukami walki, który chciałabym Państwu przedstawić. 


Rozdział pt:" KARATE"

Łamanie kilku desek ułożonych jedna na drugiej, a nawet betonowych płyt , jednym szybkim uderzeniem gołej dłoni,czy też stopy- to obrazek najczęściej kojarzący się z umiejętnościami mistrzów karate. Są to rzeczywiście imponujące pokazy siły i możliwości drzemiących w ludzkim ciele, nie stanowią one jednak, same w sobie, istoty karate rozumianego jako sportu walki. Co więcej, poznanie tajemnic karate ,opanowanie technik walki, a także zgłębienie związanej z nią filozofii, wymaga wielu lat ćwiczeń i treningu, podczas, gdy łamanie gołą ręką drewnianych, czy betonowych płyt potrafi zademonstrować nawet zupełnie początkujący karateka. 
Karate jako sport zorganizowany wokół własnej federacji międzynarodowej istnieje stosunkowo krótko. Jego historia jako sztuki walki sięga natomiast aż początków naszej ery. Wtedy to właśnie na Dalekim Wschodzie powstały pierwsze sposoby walki mające na celu samoobronę człowieka przed zewnętrzną agresją bez użycia broni. Stanowiły one podstawę rozwijanych póżniej, a stosowanych także dzisiaj, technik. Kiedy w XVII wieku Japończycy zajęli wyspę Okinawę likwidując wszelką istniejącą tam broń i zakazując jej produkcji, mieszkańcy wyspy podejmowali walkę na gołe dłonie i stopy, stosując i doskonaląc techniki karate. Słowo karate oznacza gołą(pustą) pięść i doskonale oddaje kryjącą się w nim treść. Dzisiaj karate stało się popularnym, również i w Europie, sportem, choć tylko niektóre jego odmiany zostały formalnie zaakceptowane przez stworzenie odpowiednich regulaminów i przepisów.
Jest rzeczą zupełnie zadziwiającą, że już przed 20 wiekami mędrcy z Dalekiego Wschodu stworzyli metody walki wykorzystujące w sposób wręcz optymalny możliwości ciała ludzkiego. Prawdopodobnie walki, które możemy oglądać na zawodach sportowych, czy też popularnych dzisiaj filmach gloryfikujących mistrzów karate, odbiegają nieco od wyobrażeń twórców karate sprzed 2000 lat, dają nam one jednak możliwość przekonania się, nawet biorąc poprawkę na fantazję filmowców , o możliwościach ludzkich przy odpowiednim treningu ciała i umysłu. Dodajmy, że siły towarzyszące uderzeniom karateki mogą nawet dziesięciokrotnie przewyższać jego wagę. 
Widok człowieka przełupującego stos cegieł gołą dłonią i nie robiącego sobie przy tym żadnej krzywdy jest rzeczywiście imponujący i nadzwyczaj efektowny.

Może właśnie dlatego jest to ciągle obrazek kojarzący się ze specjalnymi, czy wręcz nadprzyrodzonymi zdolnościami i predyspozycjami. Tymczasem wystarczy w zasadzie spełnić trzy warunki, aby uzyskać tak spektakularny efekt. 

Po pierwsze- nadać dłoni możliwie dużą prędkość w momencie uderzenia
Po drugie- wykonać uderzenie tak, aby powierzchnia zetknięcia dłoni z uderzonym obiektem była możliwie mała,
Po trzecie- wykazać odpowiednią dozę odwagi i zdecydowania, o które nie łatwo w chwili uderzenia z całej siły gołą dłonią w twardy obiekt.



Spełnienie powyższych warunków jest na pewno trudniejsze niż ich sformułowanie, niemniej jednak uzyskanie sukcesu leży w możliwościach zdrowego, młodego człowieka, niekoniecznie obdarzonego szczególnymi predyspozycjami.
Zasadniczym celem uderzenia w karate jest lokalne zniszczenie uderzanego obiektu, a nie jego przesunięcie jako całości. Odnosi się to również do sytuacji, w której obiektem jest przeciwnik w walce. Takie sformułowanie celu jest znacznie bliższe rozumieniu karate w kategoriach walki niż w kategoriach czysto sportowych. Światowa Organizacja Sportów Karate(WUKO) nie pozwala na przykład zadawać ciosów w głowę, jako bardzo niebezpiecznych. Taka właśnie orientacja naszych rozważań podyktowana jest faktem, że uderzenia, które dochodzą do celu, zadawane na przykład w karate full contakt lub też nazwane tameshiwari( rozbijanie przedmiotów) , pozwalają wyciągnąć znacznie więcej wniosków z ich analizy, niż uderzenia zatrzymywane przed trafianym " na niby" obiektem. 
Potraktujmy zatem uderzenie w karate jako zderzenie dwóch ciał, z których jedno ( może nim być na przykład ręka lub noga) ma masę m i prędkość początkową, drugie natomiast o masie M, znajduje się (w momencie zderzenia) w spoczynku. Przeprowadzimy dla takiej sytuacji fizycznej krótki rachunek, którego celem będzie wyznaczenie energii delta E wykorzystanej na uszkodzenie czy też deformację uderzanego obiektu. Będzie ona równa różnicy całkowitej energii kinetycznej układu przed i po zderzeniu(uderzeniu) , czyli:

Delta E=1/2mv2-1/2mv2/1-1/2mv2 2/2, gdzie v1 jest prędkością masy M, a v2 prędkością masy m po zderzeniu. 

Powyższa relacja wyraża zasadę zachowania energii. Skorzystajmy ponadto z zasady zachowania pędu zapisanej w postaci:
mv=Mv1+mv2
oraz współczynnik określający stopień sprężystości zderzenia zdefiniowany następująco:
e=v1-v2/v 

Wyraża on stosunek różnicy prędkości ciał po i przed zderzeniem. Zderzeniu idealnie sprężystemu, w którym ciała odskakują od siebie z taką samą prędkością względną, z jaką się zderzyły, odpowiada wartość e równa jedności, podczas, gdy w zderzeniu całkowicie niesprężystym, w którym ciała w ogóle od siebie nie odskakują, mamy e=0.

Zaniedbanie deformacji ciała jest oczywiście pewnym przybliżeniem, gdyby taka deformacja w znaczącym stopniu występowała, to uderzenia karate prowadziłyby do samozniszczenia i nie miałyby sensu. 

Uderzenia stosowane w karate różnią się zasadniczo od uderzeń typu bokserskiego, używanych w najróżniejszych walkach i bójkach, także poza ringiem. Charakterystyczną cechą uderzenia karateki jest dokładne określenie miejsca, w którym uderzenie ma się zakończyć, a ręka utracić swoją prędkość. Znajduje się ono tuż pod powierzchnią ciała przeciwnika lub uderzanego obiektu.

Średnią siłę działającą w czasie uderzenia policzyć można, korzystając z II zasady dynamiki, jako stosunek zmiany pędu do czasu trwania zderzenia, czyli: 

F=mdeltav/t