Особенности использования физических и биомеханических законов в рукопашном бою
Автор: Баркалов Сергей Николаевич, Махов Станислав Юрьевич
Журнал: Наука-2020 @nauka-2020
Рубрика: Методы и технологии совершенствования спортивной подготовки
Статья в выпуске: 6 (60), 2022 года.
Бесплатный доступ
В статье рассмотрены особенности использования физических и биомеханических законов в рукопашном бою.
Рукопашный бой, физика, биомеханика, кинематическая модель, концепция, ускорение, сила, направление, линейная скорость, импульс
Короткий адрес: https://sciup.org/142236672
IDR: 142236672
Текст научной статьи Особенности использования физических и биомеханических законов в рукопашном бою
Кинематическая модель человека дает определенные представления о структуре и кинематике тела. С их помощью представляется возможным обратиться к изучению законов организации движений. Характер совершаемых движений тела описывается законами физики, имея свои характеристики.
Физика, которая здесь рассматривается, это концептуальная физика. Она имеет дело, главным образом, с концепциями, а не с уравнениями и формулами. Концепции представляют собой идеи, применимые в системе рукопашного боя, а уравнения и формулы используются для закрепления и усиления восприятия этих концепций. Определенно разбираясь в принципах равновесия, организации движений тела, инерции, направлении, скорости вращения, импульсе и кинетической энергии, то нет необходимости запоминать сотни и тысячи поведенческих стереотипов рукопашного боя.
Можно самостоятельно определить правильность выполнения тех или иных техник. Настоящие принципы применимы к любой системе рукопашного боя и ко всем людям, независимо от их антропометрических данных, физического развития, возраста и пола. Вопрос только в том, как ее использовать. Роль биомеханики и физики в рукопашном бою нельзя сводить просто к выяснению вопроса о том, какой стиль или техника лучше. Физика скорее способна показать, что есть в запасе у рукопашника, и как этой собственностью распорядиться, чтобы достигнуть своей цели. Физика предлагает выбор, и у рукопашника всегда будет выход, даже в безвыходной ситуации. Вот почему понимание биомеханики дает преимущество. Главное, что законы физики в приложении к рукопашному бою, применимы на практике.
Направление. Ускорением обычно считают увеличение скорости, но в физике принято, что ускорение всегда есть там, где есть изменение скорости, безразлично, возрастает ли при этом скорость, уменьшается ли или просто изменяет свое направление. Как мы уже упоминали ранее, быстрота есть мера того, как быстро движется рукопашник, в то время как скорость – это не только мера быстроты движения, но и указатель направления движения.
Ускорение по определению – это скорость изменения скорости. Прозрачнее для понимания действия силы приведем пример с парашютистами, где в затяжном прыжке они могут кувыркаться в падении, сходиться и расходиться, ускоряться и замедляться только за счет того, что по-разному подставляют себя под силу торможения о воздух. В рукопашном бою, чем быстрее ускоряется рукопашник в том направлении, в котором он наносит удар рукой или ногой, тем большей мощностью будет в результате обладать удар. Это можно объяснить, используя простое уравнение:
Сила = масса × ускорение F = ma
Ускорение – это скорость изменения скорости по величине и направлению. Чем быстрее вы сможете ускориться в направлении развития удара, тем большей мощностью будет обладать удар.
Преимущество массы дает большее количество движения. Однако массивное тело обладает большой инерцией (сопротивление изменению движения). Массивному телу, если оно разогналось, труднее остановиться, поэтому легковеса остановить проще, чем тяжеловеса, зато тяжеловесу труднее будет разгоняться. Вот почему легковесы зачастую более стремительны и подвижны, нежели тяжеловесы.
Обладая большей массой, крупный и сильный рукопашник может работать методично и наносить удары, делая довольно медленные шаги. Но рукопашник, меньший по размерам, должен полагаться на скорость для придания ударам мощи. При проведении комбинации (серии) нужно работать на устранение пауз между ударами и всю серию завершать мощным ударом.
Чем выше скорость, с которой наносится удар, тем большую мощь удается в него вложить. Поэтому следует пытаться наносить удар с ускорением в момент касания, происходящего при самой высокой скорости. Комбинация обычно включает в себя удары по разным целям и направлениям, поэтому набирать скорость ударов при проведении комбинации непросто, поскольку с каждым новым ударом необходимо останавливать свое движение в одном направлении и начинать движение в другом, а значит бороться против инерции.
Вот почему гораздо труднее нанести прямой удар после бокового удара той же самой, впереди расположенной рукой, чем послать короткий прямой удар вдогонку за длинным прямым ударом сзади расположенной руки, причем другой рукой. Оба эти удара идут в одном и том же направлении, в то время как направления бокового и прямой удара взаимно перпендикулярны. Есть только один способ к тому, чтобы изменить направление атаки без остановки и возобновления движения – это круговое движение. Поскольку комбинация, как правило, состоит не из одних только ударов, то, продумав каждое движение как часть комбинации, можно комбинировать блокировки, скольжения, приседания, уклонения с атакой. Некоторые из этих движений по своей природе являются круговыми, использование которых по-зволит провести атаку, не останавливая движения.
Мощь удара зависит не только от силы, которая в него вложена, но также и от направления. Чтобы произвести максимальный ущерб противнику необходимо нанести удар так, чтобы сумма всех векторов была максимально возможной, и эта сумма, которая также есть вектор, была направлена в выбранном направлении удара.
Вектор – объект особый, он характеризуется не только величиной (длиной) силы, но и направлением силы, и в символическом виде его представляют стрелкой. При нанесении удара рукой, который направлен прямо вперед, и весь вес вложен в этот удар, результирующая сила будет иметь то же направление, что и удар. Однако если рукопашник наносит удар рукой вперед, а сам в это время делает шаг назад, то удар много потеряет в своей мощи, поскольку результирующая в этом случае складывается из таких двух векторов, которые направлены в противоположные стороны: один вперед, а другой назад.
Чтобы рассчитать величину силы, нужно сложить все вектора всех сил, которые развиваются в этом направлении, и вычесть те, которые смотрят в противоположную сторону. Тот вектор, который останется в результате всех этих сложений-вычи-таний и будет называться результирующим, в данном случае, результирующей силой. Если рукопашник наносит прямой вперед, да еще вкладывает в удар всю свою массу, то результирующая сила будет примерно максимальной. Если же руко-пашник, нанося прямой вперед, делает при этом шаг назад, то векторы, по которым вычисляется результирующая, смотрят в противоположных направлениях, а значит, их надо вычитать.
Складывая эти векторы, мы уменьшаем длину вектора, направленного вперед, на длину вектора, направленного назад, поэтому результирующая сила будет много меньше той, что была в первом примере. На языке схватки – это значит, что удар выйдет совсем не таким мощным, как того хотелось бы. Когда два вектора или большее их количество направлены по-разному, то результирующая сила расщепляется по этим разным направлениям, поскольку образующие ее векторные составляющие не выстроены вдоль направления результирующей. Поэтому максимальной силы мы не получим. А вот если посылать тело вперед, но под углом к направлению удара, это придаст удару больше силы, и чем ближе эти направления, тем больше силы добавится к удару.
Выводы. Концепцию о направлениях при нанесении ударов можно свести к трем принципам:
-
- выполнять удары в такой комбинации, когда один удар естественно переходит в следующий;
-
- избегать расщепления результирующей, используя правильную механику движения тела;
-
- использовать вращательные движения для придания ускорения своим ударам.
Естественные комбинации:
-
1. Естественная комбинация позволяет непрерывно переходить от одного удара рукой или ногой к следующему. Чередующиеся удары переходят один в другой естественным образом.
-
2. Если наносятся чередующиеся удары, то с одной, то, с другой стороны, в естественную комбинацию можно включать также удары по разным направлениям.
-
3. Вращательное движение позволит нанести второй удар естественным образом вслед за первым, при этом, за счет наращения скорости, успешность такого удара только увеличится.
Расщепление результирующей:
-
1. Результирующая является суммой всех векторов, вдоль нее сила удара максимальна. Результирующая зависит от направления удара.
-
2. В ситуации, когда результирующая расщепляется, а точнее, когда составляющие, из которых она складывается, направлены по разным направлениям, силу удара невозможно сфокусировать в одном направлении. Поэтому удар будет лишен части силы.
Ускорение и движения типа «старт/стоп»:
-
1. При выборе движений, позволяющих плавно переходить от одного приема к другому, уменьшается необходимость в остановках и возобновлении движений. За счет вращения возможно изменение направления атаки, не останавливая ее.
-
2. Необходимо ускорять удар так, чтобы он достиг наибольшей скорости в момент контакта.
Скорость вращения. Скорость часто путают с быстротой. Скорость – это векторная величина, равная быстроте движения объекта и направлена по направлению его движения. Быстрота – это темп происходящего события, насколько быстро оно происходит. Скорость определяется преодолением расстояния за очень короткое время.
Скорость = путь (расстояние) / время V = S/t
Скорость предмета содержит в себе две его характеристики: быстрота и направление движения. Скорость = мера быстроты движения + указатель направления движения. Сила удара будет тем больше, чем большую скорость удастся набрать на имеющемся расстоянии.
Скорость в рукопашном бою характеризуется необходимостью многократно проявлять максимальные усилия взрывного характера, выполнять интенсивную кратковременную работу (удары, рывки, прыжки), чередующуюся с непродолжительными интервалами проявления максимальной силы, сохраняя, при этом, высокую пространственную точность действий и их рабочую эффективность.
Любой предмет, находящийся в движении, стремится в этом движении пребывать, и так будет до тех пор, пока на него не подействует какая-нибудь внешняя сила. Мы уже говорили о том, что стремление предметов сопротивляться изменению движения иначе называется инерцией. Так, например, более тяжелый рукопашник способен ударить с большей мощью, чем рукопашник легкого веса, поскольку его собственная масса больше. Но масса также неразрывно связана с инерцией: чем тело массивнее, тем его инерция больше. Чем тяжелее руко-пашник, тем труднее ему остановить свое движение вперед. Но не меньше проблем с инерцией у него будет и при попытке разогнаться, привести себя в движение из состояния покоя. А без движения вообще ничего создать не удастся.
Чем больше скорость, тем мощность удара больше. Если масса помогает увеличить мощь удара, но она же и препятствует набору скорости, то возникает вопрос о преимуществе большой массы в рукопашном бою. На то, чтобы продолжать уже начавшееся движение, энергии надо тратить меньше, чем на то, чтобы его изменить. Нужно потратить больше энергии на то, чтобы остановить движение и вновь его начать, чем на то, чтобы просто его поддерживать. На изменение направления движения также надо тратить энергию, поскольку нужно приложить некоторую силу для того, чтобы изменить направление движения. Переход от вращательного движения к линейному более труден, чем простое продолжение вращения.
Рассмотрим следующую концепцию: кратчайшее расстояние между двумя точками есть прямая линия (рис. 1).

Рис. 1. Кратчайшее расстояние между двумя точками
Если идти от точки А к точке В и обратно, то нужно начать свое движение в точке А, остановиться в точке В, затем повернуться и идти обратно к точке В, где вновь надо будет остановиться. Или старт в точке А, остановка в точке В и движение спиной вперед в точку А (рис. 2).

Рис. 2. Движения между двумя точками
В проиллюстрированной выше ситуации нужно стартовать, останавливаться и вновь начинать движение, чтобы дойти от точки А до точки В, и обратно в точку А. Старт и остановка забирают не только время, но и заставляют бороться против инерции движения. Инерция работает на то, чтобы рукопашник двигался, как и раньше, и противится тому, чтобы он остановился. При полной остановке, в первую очередь, именно инерция мешает начать движение.
Рассмотрим достаточно простую комбинацию: левый джеб + правый кросс. Первым идет джеб, он направлен вперед. Но для того, чтобы оттянуть руку обратно и начать кросс правой, ту руку, которая наносила джеб, надо полностью остановить. Потом ее надо вновь привести в движение направлением обратно. Поскольку при выполнении ударов необходимо наращивать или сохранять скорость ради силы, то любые остановки и возобновления движения просто забирают время и энергию.
Стремление к повышению скорости и соответственному увеличению силы удара в комбинации, приводит к поиску способа легко изменять направление, так чтобы не приходилось останавливаться и стартовать заново. Секрет наращения скорости кроется в том факте, что вращение не требует остановок. Вращение утверждает возможность с любой точки пространства изменять направление, не делая никаких остановок.
Учитывая это утверждение, модифицируем комбинацию – левый джеб + правый кросс, так чтобы исключить из нее движения типа «старт/стоп» (рис. 3).

Рис. 3. Круговое движение руки
Круговое движение позволяет добраться от точки А к точке В и обратно без того, чтобы останавливать свое движение. Проблема, однако, в том, что кратчайшее расстояние между двумя точками – прямая, но при движении по кругу требуется преодолеть большее расстояние, чем при движении по прямой. Двигаясь не по кругу, но по овалу, мы можем из точки А добраться до точки В и обратно без остановок в движении. Чем сильнее вытянут овал, тем меньшее расстояние надо будет покрыть и тем более экономным получится удар. Например, когда джеб достиг цели, то вместо остановки и начала движения руки назад, нужно немного опустить ее вниз, а уже затем притянуть к себе. Такой принцип использования ударной траектории из «старт/стопного» движения позволяет выполнить непрерывное движение (рис. 4).

Рис. 4. Овальный принцип использования ударной траектории
При использовании данного принципа, необходимо избегать расщепления результирующей на два отдельных вектора. При нанесении удара он должен быть направлен точно по прямой. Если удар наносится в движении по окружности, то сила будет расщепляться по двум направлениям, первое – к цели, второе к земле. Когда удар достиг своей цели, возврат руки осуществляется по вытянутому овалу, чтобы бьющая рука не опускалась ниже живота, если удар наносился в голову.
Силу и точность удара рукой можно также увеличить, если во время движения к цели провести вращение кулаком, чтобы он занял горизонтальное положение. Поскольку точка, находящаяся в самой середине вращающейся системы, во вращении не участвует, то сила оказывается сфокусированной на очень маленькой площади, что приводит к увеличению пробивной способности удара. Если вращение кулаком начнется слишком рано, то непременно поднимется локоть бьющей руки еще до удара. При такой постановке руки удар выйдет размашистым, и вес вложить в него не удастся, что повлечет за собой потерю мощности. Кроме того, размашистый удар слишком заметен для противника. Поскольку руку вывернуть на полные 360° никак невозможно, то эффект сверления будет действовать сильнее, когда удар состоится немного раньше полного распрямления руки.
Рассмотрим скорость и силу в приемах, выполняемых с вращением. Кратчайшим расстоянием между двумя точками является прямая. Но это не обязательно означает, что прямой удар будет наноситься с большей скоростью и может причинить больший вред. Скорость можно описать двумя признаками:
-
1. Время, которое требуется на удар, от начала до конца.
-
2. Скорость как физическая величина.
Удар, выполняемый быстро от начала до конца, со стратегической точки зрения, ведет к преимуществу. Расстояние – очень интересный аспект схватки, который зачастую оказывается в тени. Обычно мы полагаем, что расстояние – это дистанция между участниками боевого взаимодействия. Так, например, дистанцию можно увеличить, сделав шаг назад, или сократить, сделав, соответственно, шаг вперед. Если в распоряжении бойца достаточно пространства, чтобы ускорить наносимые удары, то в момент контакта они будут иметь большую мощь, поскольку есть возможность увеличить количество движения. Если рукопашник находится чересчур близко к противнику, то его ударам не будет хватать расстояния для сокрушитель- ных ударов. Из-за присущих человеку физических особенностей максимальное расстояние, с которого удар можно провести успешно, ограничено длиной рук или ног. Однако, используя скорость вращения конечностей, расстояние можно продлить далеко за границы зоны досягаемости и получить преимущество по силе.
Скорость вращения говорит о том, сколько времени требуется удару во вращении, чтобы завершить полный оборот. Скорость вращения для всех участков вращающейся системы одна и та же. При этом линейная скорость тем больше, чем дальше от центра вращения. Чтобы довести свою скорость до максимально возможной, следует наносить удар по выбранной мишени в той точке, которая находится максимально близко к верхней части вращающейся системы.
Говоря о возможности набирать скорость за счет вращения, мы не можем не считаться с инерцией вращения. Инерция вращения означает сопротивление изменению состояния движения вращающегося предмета. Инерция вращения зависит от того, как распределена масса предмета относительно оси вращения. Чем больше расстояние от некоторого объема предмета до оси вращения, тем большей инерцией вращения этот объем будет обладать, тем труднее будет его привести во вращение, если он покоится, или остановить, если он вращается.
Прием с вращением, в который закладывается большая инерция, трудно подготовить в движении или, проводя такой прием, трудно ускориться. Прием, проведение которого нельзя ускорить, будет маломощным. Рукопашник, преодолевая инерцию вращения, мешающую проведению приема, должен всю свою массу держать как можно ближе к оси вращения. Руки и ноги нужно прижать к телу, что позволит вращаться быстрее, и соответственно увеличить мощь своих действий. Все, что вытянуто в сторону от оси вращения, тормозит рукопашника. Хотя инерция добавляет равновесия, она негативно сказывается на скорости. Однако возможность потерять равновесие не настолько велика, чтобы отказываться от преимуществ высокой скорости.
Выводы. Существует два вида скорости:
-
- скорость, измеряемая в милях в час (реальная скорость);
-
- скорость выполнения удара от начала до конца (как много времени проходит до удара по цели).
То, как быстро рукопашник набирает скорость, является важным показателем. При меньшем расстоянии до цели набрать большую скорость негде. Быстрота зависит также от того, насколько удобна комбинация, которую проводит рукопашник. Если в нее включены удары по разным направлениям, то такие удары будут выглядеть не такими быстрыми, как удары, наносимые в одном и том же направлении.
Скорость – это вторая составляющая произведения, результатом которого является количество движения. Скорость способна обеспечить как мощь удара, так и стратегическое преимущество. Если скорость удара дает значительно больший вклад в количество движения, чем масса наносящего удар, то результатом будет очевидное подавление противника. Но скорость, сама по себе, без правильной механики тела максимальной мощи не обеспечит. Чтобы избегать потерь мощности при ударах, следует вначале изучить механику движения тела.
Линейная скорость:
-
1. Два удара по разным направлениям одной и той же рукой (например, прямой + боковой) получаются более медленными, чем два удара той же самой рукой, но в одном и том же направлении (например, двойной прямой). Это происходит так, потому что требуется энергия на то, чтобы остановить движение первого удара и изменить направление второго удара.
-
2. Возвращая руку в точку, откуда был начат удар, при нанесении ударов в комбинации, есть возможность быстро менять направление. Поскольку руки плотно прижимаются к телу, и за счет этого инерция вращения меньше.
-
3. Скорость при проведении комбинаций можно увеличить если использовать эффект шкива, когда один удар помогает разогнать второй.
-
4. Чем плотнее рукопашник держит руки к телу и чем больше использует количество движения тела, тем более быстрыми и мощными будут получаться удары.
Скорость вращения:
-
1. Вращение позволяет наносить более быстрые удары, поскольку при вращении не требуется выполнять движения типа «старт / стоп».
-
2. Чтобы не допустить расщепления силы, вращение надо начинать в начале удара, а не в момент удара.
-
3. Вращение следует продлевать, иначе удар пойдет по неэкономичной траектории.
-
4. При выполнении чередующихся ударов слева и справа, небольшой присед или уклонение позволят увеличить скорость удара и улучшить подготовку к нему. Присед или уклонение в комбинациях образуют круговое движение, что позволяет бойцу набрать некоторое количество движения.
-
5. Скорость при ударах изнутри наружу можно увеличить, если, при возвратном движении, использовать небольшое круговое движение.
-
6. При секущем ударе пальцами главное – это скорость, а значит большая кинетическая энергия, что приводит к значительному ударному преимуществу перед противником.
Удары с вращением:
-
1. При ударах с вращением, руки лучше держать плотнее к корпусу на протяжении всего времени вращения. Тогда вращение получится более быстрым, поскольку инерция вращения будет меньше. Вращение начинается с вращения корпуса, а бьющая рука отводить от корпуса только непосредственно перед ударом.
-
2. По цели необходимо бить самым кончиком вращающегося орудия удара. У этого участка самая большая линейная скорость.
-
3. Количество движения можно увеличить, если одновременно с вращением сделать шаг. Длина шага может быть любой. Главное при этом, не должно быть никакой паузы между шаговым перемещением и началом вращения.
-
4. Удары с вращением можно объединить с иными петлеобразными ударами в том же самом направлении. Это позволяет продолжить движение, которое уже началось. Второй удар тогда будет более быстрым, чем первый.
-
5. Если, нанося удар с вращением, рукопашник промахнулся, нужно воспользоваться тем, что у него уже есть количество движения, которое он может вложить в следующий петлеобразный удар в том же самом направлении.
Импульс. Скорость изменения количества движения является импульсом, показывающим, как быстро тело остановится. Импульсом (P) является произведение силы (F), действующей на предмет, и времени (t), в течение которого это действие происходит, иначе мерой изменения количества движения. Именно импульс силы определяет изменение скорости, силой же обусловлено только ускорение.
Импульс (изменение кол-ва движения) = сила × время P = Ft
Обе составляющие – сила и время, в течение которого сила действует, равно важны для воздействия на предмет. Сила, которая требуется на то, чтобы остановить удар, может быть небольшой, если времени на это торможение будет достаточно. Если останавливать удар быстро, то сила велика. Чтобы сильно изменить количество движения за длительное время, надо действовать с небольшой силой. Для такого же изменения в течение короткого времени требуется действие большой силы.
Если наносится мощный удар, то в него вкладывается настолько большая сила, насколько это возможно. Когда ударом удается остановить или отбросить противника назад, это значит, что в течение короткого времени удалось сильно изменить его количество движения (свести до нуля) за счет большой силы.
Если атаковать противника на встречном движении, то количество движения будет изменяться за короткий период времени и сила удара возрастет. Чтобы добиться максимального эффекта, время воздействия должно быть сокращено до минимума. Удар, который наносится резко, действует с большей мощностью, и сила такого удара возрастает за счет сокращения времени контакта. При ударе руку необходимо резко вернуть назад в том же направлении, при этом результирующая не распыляется по нескольким направлениям. При нанесении толчкового удара, бьющая рука остается в контакте с мишенью большее время, из-за этого снижается мощь удара, но увеличивается пробивная способность, позволяющая отбросить противника на некоторую дистанцию.
В зависимости от стратегических задач – нокаутировать противника или отбросить его подальше от себя, применяется резкий или толчковый удар. В итоге мы имеем следующее:
Силу удара можно увеличить за счет сокращения времени или за счет изменения количества движения (импульса).
Жалящий удар не относится к категории действительно сильных ударов, хотя его применение оправдано интересами стратегии поединка. Жалящие удары используются для создания бреши в обороне противника и отвлечения его внимание, перед проведением мощной атаки.
Сокрушительный удар обладает значительной кинетической энергией, которая проходит сквозь мишень. Сокрушительный удар применяется для того, чтобы потрясти противника до основания.
Толчковый удар несет в себе значительное количество движения и полезен в стратегическом плане, когда требуется выбить противника из равновесного состояния. Толчковый удар используют, когда хотят отбросить противника ради последующей за этим атаки.
Выводы. Импульс – это произведение силы на время. Можно сказать, что импульс равен изменению количества движения. Импульс при нанесении удара:
-
1. Силу удара можно увеличить, сократив время удара, либо делая его более резким, либо вытягивая на него своего противника. Внимание здесь надо сосредоточить на том, чтобы не замедлять свой удар и не обращать его движение за счет своих мускульных усилий.
-
2. Если нарастить количество движения, например, в случае, когда противник натыкается в своем движении на встречный удар, время соударения уменьшается, а сила удара возрастает. Это происходит потому, что у мишени недостает «податливости», чтобы двигаться вместе с ударом.
-
3. Удар, который удается нанести с отскоком, длится недолго, так как его отталкивает противоположная поверхность, а поэтому обладает довольно внушительной силой.
-
4. Орудие удара следует резко возвращать в том же направлении, тогда удар не скользнет по мишени, а значит результирующая не расщепится по нескольким направлениям. Недопустимо опускать руку после нанесения удара, в противном случае, удар будет расщепленным, а значит. Рука должна быстро возвращаться в точку начала удара в том же направлении.
Сохранение энергии. Во время боя рукопашник выполняет различную работу от малоинтенсивной до взрывной и при этом он теряет большое количество энергии. Кроме ведения активных боевых действий, бойцу необходимо сохранять энергию, ведь бой может длиться неограниченное количество времени. Уставший руко-пашник – это битый рукопашник.
Энергия – это способность совершать работу. Энергию можно сохранить, если выполнять малый объем работы, настолько малый, насколько позволит обстановка. Короткое взрывное движение может сохранить больше энергии, чем долгое движение. Работа (А) – это проявление силы (F) на преодоление какого-либо расстояния (S):
Работа = сила × путь (расстояние)А = FS
Работа – это произведение той составляющей силы, которая действует в направлении движения и служит причиной движения, на путь, пройденный под воздействием этой составляющей. Во всякое время совершения работы важны два момента: необходимо прикладывать силу и под действием силы должно происходить движение. При одной и той же силе работу можно сделать меньше, если расстояние будет короче. Работа требует энергии. Взрывная работа может возместить недостаток расстояния. Мощность (W) – это мера того, насколько быстро может быть выполнена работа.
Мощность = сила × скорость W = FV
Она создается взрывным мышечным усилием с максимальной скоростью. Чтобы увеличить мощь, необходимо одновременно увеличивать силу и скорость. После введения понятия работа (А), можно дать другое определение мощности (W) – выполнение работы (А) за короткое время (t).
Мощность = работа / времяW = А/t
Для увеличения мощности, необходимо работу выполнять быстрее или выполнять большую работу за то же время. Например, если рукопашник вдвое мощнее своего противника, это означает, что он может равную с тем работу выполнить вдвое быстрее, либо выполнить вдвое большую работу за равное с противником время.
Например, боксер Майк Тайсон использовал очень большую силу на очень короткой дистанции, но во взрывном стиле. За счет того, что ему удавалось высвободить всю мощь своего тела, он жертвовал дистанцией ради увеличения своего превосходства. Мы подходим к ситуации – «приобрести/потерять». Мы уже говорили о том, как дистанция позволяет набирать количество движения, необходимое для сильного удара. Вот почему удары сзади расположенными орудиями удара зачастую оказываются более сильными, чем передние удары.
Однако тут есть свой минус: увеличивая дистанцию, увеличивается объем работы. Если наносить все удары только издалека, то работать придется больше, а значит и необходимый расход энергии будет велик. Такая стратегия изматывает много быстрее. Удары с коротких дистанций должны опираться на взрывообразность и вложение массы тела в удар. Энергии при этом хватает на более долгое время.
Вывод. Движущееся тело обладает большим запасом инерции, из-за чего его трудно остановить. Если обратить набранное противником количество движения себе на пользу, то можно увеличить скорость проведения своего приема.
Энергию можно сохранить, если выполнять малый объем работы, настолько малый, насколько позволит обстановка. Работа определяется как произведение силы на расстояние. По сути, это означает, что, если использовать большое перемещение (большое расстояние), тогда при заданной силе есть возможность сделать большую работу, а значит затратить много энергии. Вот почему необходимо использовать работу, уже проделанную противником, себе на пользу.
Работу можно определить также как произведение мощности на время. При той же величине работы, чем меньше время, тем мощность больше. Проще говоря, если успеть за малое время проделать большую работу, то рукопашник – мощный.
Понятие инерции тесно связано с концепцией сохранения энергии. Каждый раз, когда необходимо преодолевать инерцию, при этом тратится энергия, а усталость нарастает. Поэтому следует использовать инерцию обоих тел, бойца и противника. Инерция – это сопротивляемость изменению. Это значит также, что если какой-либо предмет движется, то его трудно остановить или даже изменить направление его движения. Но также трудно этот предмет заставить двигаться, если он не движется. Сделаем некоторые выводы по сохранению энергии и применению инерции:
-
1. Можно сохранить энергию, если перемещение будет настолько мало, насколько это будет возможно. В качестве примера можно указать стратегически доминирующую позицию в центре площадки, которую надо удерживать, чтобы противник тратил свою энергию на обходные маневры.
-
2. Более экономичными будут те удары, которые наносятся навстречу движению противника, когда он сам выходит навстречу траектории удара, а не те, которые наносятся ему вдогон. Если удар наносится с вращением, нужно соотнести вращение с направлением удара и с тем, куда движется противник.
-
3. При неудачном выполнении удара с вращением, необходимо извлечь преимущество из уже набранного количества движения и нанести еще один удар по петлеобразной траектории или с вращением. Сводить к нулю уже набранное количество движения, а потом набирать его заново – означает тратить энергию, поскольку придется преодолевать инерцию.
-
4. При выполнении удара необходимо позволять ему рикошетировать от мишени. Это поможет легче изменить направление и затрат энергии будут меньше. При этом нужно использовать не мускульную силу руки, чтобы остановить движение удара, а тело противника.
-
5. Наклоняясь в направлении удара, уменьшается его сила. После удара с наклоном трудно резко возвратить орудие удара назад, поскольку работа идет на преодоление инерции движения собственного тела. Если быстро не возвращается орудие удара, удар может превратиться в толчок, а его мощь будет потеряна.
Кинетическая энергия. Мощный удар рукой представляет собой сложное нейромышечное двигательное действие с максимальной величиной напряжения мышц и скоростью их расслабления. Учитывая это, кинетическая энергия ударного движения будет выражаться произведением:
Кинетическая энергия = 1/2 массы × квадрат скоростиЕпост = 1/2 mv²
Кинетическая энергия растет с увеличением скорости, но не пропорционально, а квадратично. В то время как количество движения растет пропорционально росту скорости, кинетическая энергия растет квадратично с ростом скорости. Если некий предмет движется в два раза быстрее другого предмета такой же массы, то его количество движения больше в два раза, а вот кинетическая энергия больше в четыре раза.
Вдвое большая скорость порождает вдвое больший импульс, но вчетверо большую работу. То есть предмет способен, в принципе, проникнуть на вчетверо большую глубину, а это будет вчетверо разрушительнее. С такой стороны скорость становится предельно важной составляющей. Если скорость увеличить в два раза, то кинетическая энергия увеличится в четыре раза.
Кинетическая энергия – это энергия движения и мера пробивной способности. Если количество движения обеспечивает только силу удара, то кинетическая энергия способна на разрушающий удар.
Кинетическая энергия (Евр) вращающегося с угловой скоростью (ω) твердого тела и моментом инерции (I) выражается уравнением:
Евр = I ш2/2, где I = m x r2
(r – радиус вращения – расстояние ударной массы от оси вращения до цели). Кинетическая энергия ударного движения (Е) во многом определяется суммарной скоростью поступательного (v) и вращательного движения (ω), а также радиусом вращения (r):
Кинетическая энергия ударного движения = кинетическая энергия поступательного движения + кинетическая энергия вращательного движения
Е удара = Епост + Евр,
Е удара = mv 2 /2 + mr 2^ /2 = m/2 x (v 2 + rV) m – масса тела, v² – скорость движения, (m x r 2 ) - момент инерции тела, ω² – угловая скорость вращения.
Ударная масса бойца относительно постоянна и ограничивается весом звеньев тела, принимающих участие в ударном движении. Из приведенной формулы можно установить, что радиус вращения (r), то есть расстояние ударной массы от оси вращения до цели – это тот показатель, который является резервом в деле повышения мощности и эффективности удара рукой. Расстояние ударной части кулака может увеличиваться за счет перемещения оси вращения, проходящей через левое, правое плечо и через середину тела (по линии позвоночного столба), создавая малый, средний и большой радиусы вращения.
В связи с этим, при нанесении акцентированного удара, вертикальная ось вращения бойца должна проходить в максимально возможном крайнем положении. Так, при выполнении прямого удара правой рукой в голову, вертикальная ось должна проходить через левое плечо и левую ногу, а при нанесении бокового удара левой рукой в голову вертикальная ось, проходит через правую ногу и правое плечо.
Кинетическая энергия ударной массы полностью переходит в кинетическую энергию ударяемого тела. Передача энергии улучшается в том случае, когда центры масс звеньев ударной цепи в момент удара находятся на одной линии. Энергия удара зависит от правильной координации движения с дыханием. Кинетическая энергия – это энергия движения и мера пробивной способности.
Вывод. Хотя обе величины, кинетическая энергия и количество движения, зависят от массы и скорости, в выражении для кинетической энергии скорость входит в квадрате, а потому более важна, чем масса. Это означает, что у более легкого предмета, движущегося с большой скоростью, кинетическая энергия больше, чем у тяжелого. Рукопашник-легковес, которому надо преодолевать меньшую инерцию, может наносить более быстрые удары, чем тяжеловес. Чем меньше орудие удара, тем больше сила на квадратный дюйм. Например, удар подушечкой стопы, будет сильнее, чем удар всей ступней. Поскольку кинетическая энергия так сильно зависит от скорости, с ней надо считаться.
Список литературы Особенности использования физических и биомеханических законов в рукопашном бою
- Баркалов С. Н. Применение функционального силового тренинга для формирования психофизической готовности сотрудников полиции к обеспечению личной безопасности // Автономия личности. 2022. № 1 (27). С. 198-206.
- Баркалов С. Н. Совершенствование физической подготовки сотрудников полиции к применению мер насильственного воздействия на основе моделирования типовых ситуаций оперативно - служебной деятельности // Наука-2020. 2022. № 4 (58). С. 64-80.
- Махов С. Ю. Автономный функциональный тренинг (АФТ): учебно - методическое пособие. Орел: МАБИВ, 2021. 160 с.
- Махов С. Ю. Использование метода высокоинтенсивного интервального тренинга на занятиях по физической подготовке с курсантами вуза МВД России // Автономия личности. 2020. № 3 (23). С. 94-103.