Цель проекта: выявить и продемонстрировать основные проявления законов физики и их применение в армейском рукопашном бою и русском рукопашном бою.
Основная гипотеза: рукопашный бой опирается на многие законы физики и умение их грамотно применять может способствовать успеху в данном виде спорта.
Физика является не только школьным предметом, но и интересной и увлекательной наукой, которая окружает нас повсюду: и в школе, и дома, и на улице. Физические явления, законы и свойства учитываются и в строительстве, и в приготовлении пищи, и в спорте, в частности — в различных боевых искусствах.
В боевых искусствах различают два основных элемента: борьба и удар. Рассмотрим основные элементы борьбы и удара.
Равновесие
Полное равновесие подразумевает отсутствие поступательного и вращательного движений. Для этого необходимо, чтобы:
векторная сумма всех сил, действующих на тело, была равна нулю; сумма моментов всех сил была бы равна нулю.
Условие (1) исключает поступательное движение, а условие (2) — вращательное.
Сохранение равновесия представляет огромную важность в единоборствах. В этом виде единоборства оно заслуживает особого внимания. Сохраняя тело в состоянии равновесия, вы достигаете большой эффективности и смертоносности удара. Напротив, человека, не сохраняющего равновесие, легко сбить с ног. Как при выполнении атакующих действий, так и при блокировании стойка должна быть одновременно устойчивой и подвижной.
Различают динамическую и статическую устойчивость. Эти два вида устойчивости тесно связаны — максимальной силы удара можно добиться только в случае, когда статическая устойчивость дополняется динамической.
Достичь хорошей устойчивости можно, распределяя вес в стойке равномерно на обе ноги и расположив центр тяжести на линии, проходящей между стопами, либо в центре стопы (если необходимо перенести основную часть веса тела на одну ногу). Оптимальное расположение центра тяжести подбирается с учетом веса тела. Лучшая стойка для сохранения равновесия — низкая и широкая.
Пружинящие движения коленного сустава очень важны для выработки равновесия, необходимого как для быстрого начала атаки, так и для пребывания в постоянной готовности к восстановлению позиции.
Проявление второго закона Ньютона
Согласно второму закону Ньютона (одноного из законов динамики поступательного движения):
F = ma,
где m — масса тела, а — ускорение, создаваемое суммой сил, действующих на тело (ускорение характеризуется быстротой изменения скорости:
a = (ν – ν0) / t.
Таким образом, для достижения максимума кинетической энергии и силы удара необходимо максимально увеличить ударную массу и скорость.
Очень важно в момент удара увеличить ударную массу. Вне всякого сомнения, достижению максимума ударной массы способствует поворот таза. При этом большие плечевые мышцы сообщают телу дополнительное количество движения. Таз вращается в том же направлении, что и сегмент тела, с помощью которого ставится блок или наносится удар.
Другой способ увеличить ударную массу — выполнить пружинящее движение в коленном суставе. Этого можно достичь, слегка приподнимая таз в начале движения и опуская его в момент атаки, вкладывая в удар вес всего тела.
Стоит добавить, что в уличных драках для увеличения ударной массы можно использовать зажатые в кулаке зажигалки, коробок спичек и т.п.
В заключение нужно сказать, что описанные здесь принципы использования ударной массы в той же степени верны сегодня, в век современной науки и атомной энергии, как были верны сотни лет назад.
Проявление третьего закона Ньютона
Согласно третьему закону Ньютона, два тела действуют друг на друга с силами, равными по величине, направленными в противоположные стороны.
F1,2 = –F2,1
Эти силы приложены к разным телам и имеют одинаковую природу. Иными словами каждая сила рождает равную по величине, но противоположную по направлению силу реакции (противодействия). Так, если автомобиль врезается в телеграфный столб с силой 1 т, столб также воздействует на автомобиль с силой в 1 т, в результате чего автомобиль получает повреждения.
Если соперник бросается на вас с большой скоростью, то действующая в результате вашего удара на его тело сила будет складываться из силы инерции, порожденной его собственной атакой, и силы вашего удара. Сложение этих двух сил: его, большей, и вашей, меньшей, — дает довольно сильный эффект. В этом и проявляется результат действия на вашего соперника силы реакции. Другой аспект — использование внутренних сил реакции. Удар правым кулаком оказывается сильнее, если он сопровождается отведением левого кулака к тазу.
Применение понятия энергии и мощности
Любая сила, действующая на тело, совершает работу по перемещению этого тела. Работа может быть как положительной, так и отрицательной, и даже равной нулю. Это зависит от угла между направлениями силы и перемещения. Для совершения положительной работы необходимо, чтобы этот угол был острым.
Работа силы по перемещению тела равна изменению кинетической энергии этого тела:
A = ΔEk = mv2/2 – mv20/2
Мощность силы определяется работой, которую совершает сила за единицу времени:
N = A/t
Так ладонь может медленно пройти через пламя свечи, не влияя на него, но в то же время, пламя можно погасить ударом кулака или стопы, остановив удар в дюйме от пламени. Из приведенного примера становится ясно, почему развитие скорости движений является наиболее важным путем увеличения их мощности. Так, если увеличить массу в 3 раза (при постоянной скорости), то мощность также увеличится в 3 раза. Однако, если скорость вырастает в 3 раза (при той же массе), то мощность увеличивается в 9 раз.
Применение понятия давления и концентрации силы
Согласно законам физики давление (р) равно отношению силы (F), действующей перпендикулярно на участок поверхности тела (s). Иными словами, направляя всю силу удара на наименьшую площадь цели, вы концентрируете силу удара и, таким образом, увеличиваете его эффект. Так, например, сила водяного напора тем больше, чем меньше диаметр шланга. Или же обратный эффект: человек в снегоходах не оставляет практически никаких следов на снегу на снегу за счет распределения давления на большой площади.
Очень важно не проявлять максимальные усилия в начале движения, а постепенно направлять их таким образом, чтобы максимум силы достигался в момент контакта с телом соперника. Концентрация усилий должна быть такова, чтобы нанести сокрушающий удар. Можно сказать, что чем короче период концентрации, тем сильнее удар. Требуется высочайшая концентрация с одновременной мобилизацией каждой мышцы тела для нанесения удара в цель минимального размера.
Концентрация может осуществляться двумя путями. Первый связан с напряжением всех мышц тела, особенно больших групп мышц бедра и брюшного пресса (которые теоретически медленнее, чем более мелкие мышцы других частей тела), с тем чтобы создать оптимальные условия для выполнения соответствующего приема в наиболее подходящий момент времени. Второй путь связан с концентрацией силы, созданной активированными мышцами, на уязвимой точке тела соперника. Именно поэтому при выполнении любых действий, будь то атака или блокирование, таз и живот за мгновение перед окончанием движения рук или ног выполняют реверсивное движение.
Реверсивное движение может выполняться как в вертикальном, так и в поперечном направлении.
Понятие инерции в рукопашном бою
Под инерцией понимают явление сохранения скорости неизменной при отсутствии действия на тело других тел. На этом явлении основаны тактики айкидо, элементы которого широко применяются в рукопашном бою. Приведём примеры:
При нападении противника вы не только можете увернуться, но и использовать против него его же энергию. Например, он нападает на Вас спереди. Вы уворачиваетесь и при этом сообщаете ему дополнительную скорость ударом или толчком в том же направлении, в котором он двигался. Происходит сложение скоростей, при котором противник остаётся в проигрыше. Опять же при нападении спереди данное явление можно использовать при выполнении бросков через себя (через плечо, спину или голову).
Из всего перечисленного выше можно сделать вывод, что законы физики проявляются везде, в частности в единоборствах. Успех зависит не только от физических данных человека и его реакции, но и от того, насколько грамотно он их применяет.
