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= (mv>2) /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 см>2
Sпов. шуто, 4х фаланг, кулака 45>о = 12 см>2
Sпов. 1й фаланги = 1 см>2
m = 0,8 кг – средний вес кулака взрослого мужчины
v = 5,8 м/с – средняя скорость прямого удара кулаком начинающего каратиста
Eкин = 0,8*5,8>2/2 = 13,6 Дж
Pкулака = Eкин /24 = 0,6 Дж/см>2
Pшуто, 4х фаланг = Eкин /12 = 1,1 Дж/см>2
Pпальца, фаланги = Eкин /1 = 13,6 Дж/см>2
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*mV>2
Епот = mgh
Екин = Епот
1/2*mV>2 = mgh
h = Екин/mg
Если в качестве массы возьмем предмет (камень) массой m=1кг, то при ускорении в g=10 м/сек>2 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/с>2=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.