Как каратисты ломают доски одним ударом?

Наверное, почти каждый хоть раз в жизни видел, как умелые каратисты одним ударом ломают деревянные доски, кирпичи и другие объекты. Никакой постановки в этом нет — демонстрация силы вполне реальна. Но как мастерам боевых искусств удается оставаться без травм? Портал bigthink.com разобрался в вопросе.

В 1970-х команда физиков решила провести эксперимент, вдохновленный их коллективной любовью к боевым искусствам. Группа состояла из физика Майкла Фельда, имевшего коричневый пояс по карате, Рональда МакНайра, будущего космонавта и владельца черного пояса, а также студента Стивена Уилка.

Трио хотело ответить на один простой вопрос: как незащищенная рука человека может уничтожить блок древесины или бетона без травм. Практика показала, что здесь нет никакого трюка. Идеальный удар в карате — это всего лишь точное применение законов Ньютона.

Фельд, МакНайр и Уилк поместили дерево и бетон под гидравлический пресс, чтобы вычислить объем силы, необходимый для того, чтобы они треснули. Деревянная доска может согнуться на один сантиметр, прежде чем сломаться — это требует силы в 500 ньютонов. Бетонные блоки же ломаются всего спустя один миллиметр, но т.к. материал сгибается заметно меньше, чем дерево, для этого необходимы 2500-3500 ньютонов. А из-за того, что при столкновении часть энергии теряется, кулак должен набрать еще больше силы, чтобы сломать блоки.

Однако человеческая рука способна генерировать крайне высокий объем силы за короткий промежуток времени. Столкновение в результате типичного удара длится приблизительно пять миллисекунд. При помощи комбинации теории и эксперимента, команда выяснила, что за это окно времени рука знатока карате может приложить силу свыше 3 000 ньютонов. Для того, чтобы сломать дерево, скорость руки должна достичь 10,6 метров в секунду.

Но почему при такой внушительной силе рука не разбивается вдребезги? На этот вопрос помогла ответить анатомия. Человеческие кости в пять раз тверже бетона, и их в 50 раз сложнее сломать. Для контекста, чтобы расколоть бедренную кость аналогичным ударом, понадобится более 25 000 ньютонов силы. Кости руки спокойно поглощают стресс от столкновения.