2. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Gyaku zuki
cios odwrotny, prawy prosty;
to najbardziej podstawowa technika karate,
jedna z bardziej efektywnych
ze względu na swoje parametry
biomechaniczne.
2
3. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Czy analiza techniki powinna
wykorzystywać znajomość fizyki?
Tak, ponieważ:
– fizyka daje argumenty we wszystkich
zagadnieniach dotyczących działalności
człowieka, również w fizjologii,
szczególnie w mechanice
– karate zostało pomyślane jako metoda
samoobrony a nie sztuka walki i
poszukuje optimum techniki ze względu
na przydatność w samoobronie
3
4. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
W samoobronie nie są znane parametry
przeciwnika, nie ma możliwości analizy jego
poprzednich starć i obrania strategii na pojedynek.
Technika musi gwarantować wykorzystanie
maksimum możliwości ciała oraz zapewniać
efektywność umożliwiającą kontynuowanie starcia
po pierwszej akcji. Powinna być efektywna wobec
rywala
o korzystniejszych parametrach fizycznych.
4
5. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Uderzenie (cios, kopnięcie) można
analizować jako zderzenie dwóch ciał i
analizować prawidła opisujące takie
zderzenie. Rozważamy wówczas, oprócz
zasad dynamiki Newtona, także prawo
zachowania energii mechanicznej oraz
prawo zachowania pędu.
Prawo zachowania mówi, że w
odizolowanym układzie ciał pewne
wielkości pozostają niezmienne. To
znacząco ułatwia matematyczny opis
zachowania się badanego
układu.
5
6. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Zasady dynamiki Newtona:
druga:
F=ma=m(dv/dt)
trzecia:
Fab=-Fba
6
To nie jest przyspieszenie nadawane ciału (np. pięści)
podczas ruchu w kierunku celu.
To jest opóźnienie jakiemu poddane zostało to ciało
podczas zderzenia z celem
Łatwiej analizować jaką siłą cel zatrzymuje ciało
uderzające wiedząc, że siła ta jest równa co do
wartości sile, z jaką cel oddziałuje na ciało
uderzane.
Z dużą siłą mamy do czynienia wówczas, gdy
ciało uderzające (pięść) zostanie zahamowane
ze znaczną zmianą prędkości i w krótkim czasie
m - masa ciała
a -przyspieszenie
7. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Podczas zderzenia ciało uderzające
wykonuje pewną ilość pracy. Miarą
wykonanej pracy jest uzyskana
zmiana energii tego ciała.
Maksymalna posiadana energia
stanowi wyznacznik możliwej do
wykonania pracy.
W przypadku zderzenia rozważamy
zmianę energii kinetycznej:
E=mv2
/2
7
E -energia kinetyczna
m -masa ciała
v -prędkość ciała
Uwaga!
Widać, że dla wzrostu energii kinetycznej korzystniejszy jest (z matematycznego punktu widzenia)
przyrost prędkości niż przyrost masy
8. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Sposoby zwiększenia energii kinetycznej:
1. Zwiększenie prędkości ruchu pięści:
• wyprost ramienia
• rotacja tułowia
• przesunięcie ciała
• rotacja pięści zwiększa energię ciosu w
sposób marginalny. Pozwala raczej na
minimalizację rozpraszania energii podczas
prostowania ramienia.
1. Zwiększenie masy angażowanej w uderzenie
(zderzenie):
• oparcia całej stopy na podłożu
(wykorzystanie podłoża przy zastosowaniu
zasady zachowania pędu)
• odpowiednie usytuowanie osi rotacji ciała
8
9. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Zderzenie ciał
Zasady zachowania pędu i energii mówią,
że można wyznaczyć energię która
zostanie zużyta na deformację ciała
uderzonego (tu dla ciała uderzanego
będącego w spoczynku):
9
współczynnik sprężystości zderzenia
współczynnik określający stosunek energii
deformacji do energii początkowej ciała
uderzającego
10. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
10
Wnioski
1. Im większe v tym większe ΔE
2. Im większe m oraz M tym większe ΔE (licznik
ułamka rośnie szybciej niż mianownik
3. Im mniejsze e tym większe ΔE (e=0 dla
zderzenia niesprężystego)
4. Duża masa uderzanego obiektu
pozwala na uzyskanie dużej energii
deformacji ze względu na możliwość
przekazania całego pędu poruszającego się
ciała uderzającego. Przesuwanie (pchanie)
ciała uderzanego jest równoznaczne ze stratą
energii. Wyjątkiem jest uderzenie w głowę
(lekką), gdzie bezwładność mózgu jest
czynnikiem zwiększającym efektywność
uderzenia.
12. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Maksymalizacja ciśnienia wywieranego na powierzchnię celu:
12
P=F/s
Duże ciśnienie (P) może być uzyskane poprzez zmniejszenie
powierzchni uderzeniowej (s). Odpowiednie ustawienie nadgarstka i
pięści w stosunku do przedramienia zapobiega rozpraszaniu energii
(zmniejszeniu F), a także uszkodzeniom nadgarstka.
13. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Rola rotacjiRola rotacji
w tworzeniu efektywności gyaku zuki:
• prędkość kątowa pięści
umieszczonej na biodrze może być
dodana do prędkości uzyskanej z
wyprostu ramienia
• rotująca masa stanowi wkład do
osiąganej energii kinetycznej
13
14. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Wykonywanie rotacji tułowia wraz zWykonywanie rotacji tułowia wraz z gyaku zukigyaku zuki..
Priorytet:
a) użycie dużej masy
b) osiągnięcie dużej prędkości
14
Oś rotacji tułowia może przechodzić przez
biodro lub zostać umieszczona w linii
kręgosłupa (linii centralnej). Zmienia to w
istotny sposób moment bezwładności
rotującego tułowia, czyli wpływa na rozkład
masy uderzającej.
Prędkości rotacyjna tułowia i pięści
powinny równocześnie osiągnąć wartości
maksymalne i to w chwili zderzenia pięści
z celem. Mniejsze znaczenie ma
równoczesny start obu tych ruchów.
Ruch rotacyjny można zainicjować odbiciem
od podłoża przy pomocy nogi zakrocznej. Jej
wyprostowanie skutecznie w tym
przeszkadza.
15. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Porównanie metod wykonywania rotacji
15
Metoda B.
Oś obrotu usytuowana
w linii centralnej (kręgosłupa).
Metoda A.
Oś obrotu usytuowana
w linii zewnętrznej ciała.
Ostatecznie w obu metodach ruch
pięści po okręgu zamieniany jest na
ruch po linii prostej.
Różnica w
umiejscowieniu osi
obrotu
daje 3 krotny wzrost
momentu
bezwładności
16. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Cechy metod wykonywania rotacji
Metoda A:
1. Większa masa zaangażowana do ciosu (+)
2. Możliwa do osiągnięcia większa prędkość liniowa (+)
3. Tylko jedna noga rozpędza tors (-)
4. Niewykluczone, że rozpędzanie odbywać się będzie w
dłuższym czasie (-)
Metoda B:
1. Mniejszy moment bezwładności ciała (-)
2. Przy takiej samej prędkości kątowej jak w metodzie A
prędkości liniowe będą mniejsze (-)
3. Obie nogi pracują podczas obrotu (+)
4. Krótszy czas wykonywania rotacji (+)
16
Wniosek:
Rozstrzygnięcie, która metoda jest efektywniejsza
wymaga badań empirycznych.
17. Analiza fizyczna wybranych technicznych aspektów karate
cz.2
Metoda A pozwala osiągnąć większe
prędkości końcowe pięści i większe
energie kinetyczne ciała. Nie wymaga
zatem dużych prędkości samej pięści.
Daje możliwość zachowania standardu
pozycji (zenkutsu dachi), a tym samym
osiągnąć zadowalającą efektywność.
17
A.Timmi:
Biomechaniczna analiza dwóch
wariantów ciosu gyaku zuki na
podstawie badania energii kinetycznej
ciała przy wykorzystaniu danych 3D.
