A karatetrükkök hátterében Newton törvénye áll, nem a nyers erő
2021 / 02 / 28 / Felkai Ádám
A karatetrükkök hátterében Newton törvénye áll, nem a nyers erő
A karate – mondjuk így – popkulturális virágkora a hetvenes-nyolcvanas években volt, és egyértelműen tetőzött a Karate kölyök című filmmel '84-ben.

Azóta jó pár évtized lecsúszott, ám a Karate kölyök visszatért, méghozzá az előzményhez frappánsan és értően nyúló Cobra Kai sorozat képében, melynek legutóbbi, harmadik évada pár hónapja került fel a Netflixre. Azt talán túlzás kijelenteni, hogy ismét kitört a karate-láz, de azért sokan érdeklődnek a harcművészetek ezen ága iránt ismét.

Mit nézzünk, ha nem mehetünk sehova? Szilveszteri streaming-ajánló Bár idén nem nagyon lehet bulizni, de szerencsére erre találták fel a streaminget. Könyékig túrunk a legnagyobb hazai szolgáltatók kínálatában, hogy kiválogassuk a legjavát az elérhető tartalomnak. Megmutatjuk azt is, miként lehet online, barátokkal sorozatot nézni.

A karatebemutatóknak pedig nem csak a harc a része, hanem a különböző látványos erőpróbák, így például a különböző anyagok kettécsapása egy-egy ütéssel. Nyilván többen is eltöprengtek, hogy ők képesek lennének-e a „trükkre”, és pozdorjává csaphatnák-e mondjuk a nagyi sámliját. Az okosabbját talán visszatartotta ettől a hosszas várakozás kékre dagadt kézzel a traumatológián, így az ő kedvükért leírjuk, hogy mit mond a tudomány az emberi csont és a különböző anyagok sebes találkozásáról. A kérdést tisztázó, élőbemutató-fizikai kísérlet koktélt hárman keverték: Michael Feld fizikus és barna öves harcművész, Ronald McNair, későbbi asztronauta és fekete öves harcos (ő egyébként a Challenger tragédiájakor, 1986-ban az életét vesztette), valamint egy Stephen Wilk nevű hallgató. A helyszín is elég impozáns volt: a legendás Massachusettsi Műszaki Egyetem adott helyet a karate és Newton találkozásának. Minderre pedig mikor máskor is kerülhetett volna sor, mint a karate nyugati fénykora két évtizedének majdnem pontosan a zenitjén: 1979-ben?

A három embert ugyanaz a kérdés foglalkoztatta: miként képes valaki puszta kézzel kettétörni egy deszkát, no pláne betont sérülés nélkül?

Mint kiderült, a dologban nincs semmi varázslat, pusztán Newton II. törvényének a következetes betartása, amely egyébként azt mondja ki, hogy egy pontszerű test gyorsulása egyenesen arányos a rá ható erővel, és fordítottan arányos a test tömegével. Ebből pedig átrendezéssel kiszámítható maga az erő, ami tehát a tömeg és a gyorsulás szorzata. Ahhoz pedig hogy megállapítsák, az adott tárgyak eltörése mekkora erőt igényel, a három tudós segítségül hívta az azóta a modern közösségi média egyik legfontosabb „influenszerévé” fejlődött hidraulikus prést. A deszka például már 500 N (Newton) erőhatás esetén eltört, míg beton esetén viszont már 2500-3000 N-ra volt szükség. Sajnos vagy nem sajnos, de a kezünk felépítése nem teljesen egyezik meg a hidraulikus présével, vagyis esetünkben ennél több erőre van szükség, mivel a Newtonok egy részét elnyeli a rugalmas végtagunk.

Ha pedig már előkerült a kezünk és a hidraulikus prés közötti különbség: a mellső végtagunk szerencsére elég jól gyorsul, míg a prés (most kifejezetten a csapás tekintetében) ezzel lényegében pont ellentétesen működik – nagyjából azonos sebesség mellett a tömeget növeli Pascal nyomásra vonatkozó elvének a felhasználásával. A kezünk gyorsulása pedig a fenti képlet miatt azt is jelenti, hogy ezáltal növelhető az adott anyagra ható erő (mivel a kezünk tömege állandó). A gyakorlatra átültetve a kutatók azt találták, hogy egy karateka (kezdő harcművész) 3000 N-t tud kifejteni, ami nagyjából tehát elég a deszka kettétöréséhez. Ennek eléréséhez a karateka kezének az adott táv végére (tehát amikor a kéz találkozik a deszkával) 6,1 m/s sebességre kell felgyorsulnia. A beton esetén ennél gyorsabb kézre lesz szükség: annál az anyagnál 10,6 m/s-ot kell elérni közvetlen az ütközés előtt. Mindez egybevágott a karatésok tapasztalatával is, mivel az előbbi sebesség relatíve könnyen elérhető, míg a betonhoz szükséges gyorsulás eléréshez már gyakorlásra és edzésre is szükség van. Egyébként a kísérletben mind Feld, mind McNair bemutatták a harctudásukat is, és a csapásaikat 120 képkocka per másodperc sebességgel rögzítették a kielemzés céljából.

Mindezzel viszont csak a kérdés első felét válaszoltuk meg, hátra van még, hogy miként nem reccsen szilánkokra a harcos keze. Ennek magyarázata az emberi anatómia: a csontjaink speciális felépítésük okán ugyan könnyebbek a betonnál, de jóval ellenállóbbak annál. A combcsontunk például 25 000 N-os karatecsapástól törne csak el. Ráadásul a kezünk a felépítése miatt elég sok erőt képes elnyelni.

A sikeres csapás persze elsősorban technika kérdése, fontos például, hogy a deszkát éppen középen találjuk el, ám amint a kutató-harcművészek írták a tanulmányukban: a megfelelő gyakorlással a karate az emberi testet eljuttatja a teljesítménye csúcsára, és a szükséges precizitás miatt a karate nem csak a test tudománya, de az elméé is.

További cikkek a Rakétán:

Egy kutatónő, aki épp most tízszerezte meg űrhajóink sebességét, új generációs plazmahajtóművével A prototípus készítés előtt álló plazmahajtómű alkalmazásával hamarabb juthatnak el az űrhajók a távoli bolygókra, sokkal gyorsabban mint a mai megoldásokkal lehetséges, sőt, akár ennél is sokkal, de sokkal messzebbre.

Egy elrontott világháborús harci repülőtől az okostelefonig: így született meg a dizájn alapelve A B-17 Flying Fortess a világháború egyik legmeghatározóbb harci gépe lett. Ám rejtélyes módon a pilóták rengetegszer szenvedtek vele balesetet. Csak a háború után derült ki, hogy a hiba nem a gépben volt és nem is az emberben, hanem abban, ahogy gép és ember viszonyáról addig gondolkoztak.

Csodagólok, bizarr hajók és repülők, mind a Magnus effektus gyermekei A Magnus-effektus egy elképesztően furcsa jelenség, amit valószínűleg mindannyian láttunk már működés közben, de talán nem is tudtuk, mi játszódik épp le a szemeink előtt.


Igényes és férfias történeteket keresel? A Roadstert neked írjuk!
Olvass bele az egyik legszínvonalasabb hazai magazinba, szeretni fogod! A Roadster egy fantasztikus utazás az élet legjobb területein...
Kövesd a Rakétát a Facebookon is!
Kövess, üzenj, kommentelj a Rakéta Facebook oldalán!
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!

Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.