Schlagkraft-Rechner - Schätzung der Schlagstärke (Kostenlos)

Der Schlagkraft-Rechner schätzt die Kraft eines Schlags in Newton aus dem Körpergewicht und der Schlaggeschwindigkeit einer Person. Er verwendet den Impulssatz, eine standardmäßige physikalische Methode zur Schätzung von Stoßkräften anhand von Impuls und Kontaktzeit.

Schlagkraft berechnen

Der Rechner behandelt einen Schlag als eine bewegte Masse, die innerhalb kurzer Zeit zum Stillstand kommt. Der Impulssatz besagt, dass die Kraft eines Stoßes der Änderung des Impulses geteilt durch die Dauer des Stoßes entspricht:

F = (m_effective × v) / t

• F ist die Schlagkraft in Newton (N)
• m_effective ist die effektive Masse hinter dem Schlag in Kilogramm
• v ist die Schlaggeschwindigkeit in Metern pro Sekunde
• t ist die Kontaktzeit, also der kurze Moment, in dem Faust und Ziel sich berühren

Nicht das gesamte Körpergewicht einer Person bewegt sich hinter einem Schlag. Deshalb verwendet der Rechner eine „effektive Masse“ anstelle des gesamten Körpergewichts. Er setzt die effektive Masse auf 4,14 % des Körpergewichts. Dieser Wert stammt aus einer biomechanischen Studie aus dem Jahr 2005 mit sieben olympischen Boxern, in der eine durchschnittliche effektive Schlagmasse von 2,9 kg gemessen wurde. Teilt man 2,9 kg durch ein Referenzkörpergewicht von 70 kg, ergibt sich 4,14 %, der Anteil, den der Rechner auf jedes eingegebene Körpergewicht anwendet.

Die Kontaktzeit ist auf 0,0077 Sekunden beziehungsweise 7,7 Millisekunden festgelegt. Dieser Wert wurde so gewählt, dass die Formel bei einer durchschnittlichen Schlaggeschwindigkeit von 9,14 m/s die in derselben Studie gemessene durchschnittliche Spitzenkraft von 3427 N reproduziert.

Die Armlänge ist eine der drei Eingaben des Rechners, erscheint aber nicht in der obigen Formel. Der Rechner fragt nach der Armlänge nur, um zu prüfen, ob eine positive Zahl eingegeben wurde. Wird die Armlänge verändert, während Gewicht und Geschwindigkeit gleich bleiben, ändert sich die berechnete Kraft nicht.

Formel für die Schlagkraft

F = (0.0414 × m_body × v) / 0.0077

Hier steht m_body für das gesamte Körpergewicht in Kilogramm und v für die Schlaggeschwindigkeit in Metern pro Sekunde. Wird das Gewicht in Pfund oder die Geschwindigkeit in Meilen pro Stunde eingegeben, rechnet der Rechner diese Werte zuerst in Kilogramm und Meter pro Sekunde um und gibt das Ergebnis anschließend in Newton aus.

Beispielrechnung

Eine 70-kg-Person schlägt mit 10 m/s.

1. Effektive Masse: 70 × 0,0414 = 2,898 kg
2. Schlagkraft: (2,898 × 10) ÷ 0,0077 ≈ 3763,64 N

Der Rechner zeigt für diese Eingaben 3763,64 N an. Bei einer Armlänge von 50 cm oder 90 cm würde er dasselbe Ergebnis anzeigen, da die Armlänge nicht in die Berechnung eingeht.

Einfluss der Schlaggeschwindigkeit auf das Ergebnis

Die Kraft steigt in dieser Formel direkt proportional zur Geschwindigkeit. Eine Verdopplung der Schlaggeschwindigkeit verdoppelt die berechnete Kraft. Im obigen Beispiel mit 70 kg ergibt eine Geschwindigkeit von 5 m/s etwa 1881,82 N, während eine Geschwindigkeit von 10 m/s etwa 3763,64 N ergibt – genau das Doppelte.

Verwendung des Rechners

Wählen Sie metrische Einheiten (Kilogramm, Meter pro Sekunde, Zentimeter) oder imperiale Einheiten (Pfund, Meilen pro Stunde, Zoll). Geben Sie Körpergewicht, Schlaggeschwindigkeit und Armlänge ein. Der Rechner rechnet Eingaben in imperialen Einheiten intern in metrische Einheiten um und zeigt das Ergebnis immer in Newton an.

Vergleich mit gemessenen Schlägen

In der Studie, auf der die Konstanten des Rechners beruhen, schlugen sieben olympische Boxer auf ein Ziel mit Kraftmessvorrichtung. Dabei wurde bei einer durchschnittlichen Schlaggeschwindigkeit von 9,14 m/s eine durchschnittliche Spitzenkraft von 3427 N mit einer Standardabweichung von 811 N aufgezeichnet. Da der Rechner für jede Eingabe denselben festen Prozentsatz für die effektive Masse und dieselbe feste Kontaktzeit verwendet, unterscheiden sich individuelle Ergebnisse in der Realität stärker als der Studienmittelwert und stärker, als es allein die Ausgabe des Rechners vermuten lässt.

Einschränkungen

Dies ist ein vereinfachtes Modell. Hüft- und Schulterrotation, Schlagtechnik und Schlagart werden nicht berücksichtigt. Jeder Schlag wird mit demselben Anteil der effektiven Masse und derselben Kontaktzeit modelliert, obwohl beide Werte zwischen Personen und zwischen einzelnen Schlägen tatsächlich variieren. Das Modell eignet sich am besten dazu, zu vergleichen, wie Gewicht und Geschwindigkeit ein Ergebnis verändern, nicht zur präzisen Messung eines einzelnen realen Schlags.

Häufig gestellte Fragen

Was ist Schlagkraft?

Schlagkraft ist die Kraft, die ein Schlag auf ein Ziel überträgt, gemessen in Newton. Sie hängt davon ab, wie viel Masse sich hinter der Faust bewegt und wie schnell diese Masse beim Aufprall zum Stillstand kommt.

Welche Formel verwendet dieser Rechner?

Er verwendet den Impulssatz: Die Kraft entspricht der effektiven Masse multipliziert mit der Schlaggeschwindigkeit und geteilt durch die Kontaktzeit. Die effektive Masse ist auf 4,14 % des Körpergewichts festgelegt, und die Kontaktzeit beträgt konstant 0,0077 Sekunden.

Warum verändert die Armlänge das Ergebnis nicht?

Die Armlänge wird als Eingabe erfasst, erscheint aber nicht in der Kraftformel. In diesem Modell hängt die Kraft ausschließlich vom Körpergewicht und von der Schlaggeschwindigkeit ab.

Verdoppelt eine Verdopplung der Schlaggeschwindigkeit die Schlagkraft?

Ja. In dieser Formel ist die Kraft direkt proportional zur Geschwindigkeit. Eine Verdopplung der Schlaggeschwindigkeit verdoppelt daher die berechnete Kraft.

Wie genau ist diese Schätzung?

Es handelt sich um eine vereinfachte Schätzung, die aus den Durchschnittsergebnissen einer veröffentlichten Studie mit sieben Boxern abgeleitet wurde. Die reale Schlagkraft variiert je nach Technik, Schlagart und individueller Biomechanik. Das Ergebnis sollte daher als Näherungswert und nicht als Messung verstanden werden.

Funktioniert das auch für Haken und Aufwärtshaken?

Die Formel behandelt jeden Schlag gleich und verwendet nur Körpergewicht und Geschwindigkeit. Haken, Aufwärtshaken und andere Schläge umfassen eine Rotationsbewegung von Hüfte und Schultern, die dieses Modell nicht abbildet. Daher sind die Ergebnisse für diese Schläge weniger zuverlässig als für gerade Schläge.

Quellenangabe

Walilko, T. J., Viano, D. C., & Bir, C. A. (2005). Biomechanics of the head for Olympic boxer punches to the face. British Journal of Sports Medicine, 39(10), 710–719.