Sitiena Spēka Kalkulators - Novērtē Sitiena Spēku (Bez Maksas)

Dūres spēka kalkulators aprēķina dūres spēku ņūtonos, izmantojot cilvēka ķermeņa masu un dūres ātrumu. Tas piemēro impulsa un kustības daudzuma teorēmu — standarta fizikas metodi trieciena spēka aprēķināšanai pēc kustības daudzuma un saskares laika.

Kā aprēķināt dūres spēku

Kalkulators aplūko dūri kā kustīgu masu, kas īsā laikā apstājas. Impulsa un kustības daudzuma teorēma nosaka, ka trieciena spēks ir vienāds ar kustības daudzuma izmaiņu, kas dalīta ar trieciena ilgumu:

F = (m_effective × v) / t

• F ir dūres spēks ņūtonos (N)
• m_effective ir dūres efektīvā masa kilogramos
• v ir dūres ātrums metros sekundē
• t ir saskares laiks — īsais brīdis, kad dūre un mērķis saskaras

Ne visa cilvēka ķermeņa masa kustas kopā ar dūri, tāpēc kalkulators kopējās ķermeņa masas vietā izmanto “efektīvo masu”. Tas nosaka efektīvo masu kā 4,14% no ķermeņa masas. Šis rādītājs iegūts 2005. gada biomehānikas pētījumā, kurā piedalījās septiņi olimpiskie bokseri un tika izmērīta vidējā efektīvā dūres masa 2,9 kg. Dalot 2,9 kg ar 70 kg atsauces ķermeņa masu, iegūst 4,14% — daļu, ko kalkulators piemēro jebkurai ievadītajai ķermeņa masai.

Saskares laiks ir fiksēts kā 0,0077 sekundes jeb 7,7 milisekundes. Šī vērtība izvēlēta tā, lai formula pie vidējā dūres ātruma 9,14 m/s dotu tādu pašu izmērīto vidējo maksimālo spēku 3427 N kā minētajā pētījumā.

Rokas garums ir viens no trim kalkulatora ievades parametriem, taču iepriekš redzamajā formulā tas neparādās. Kalkulators pieprasa rokas garumu tikai, lai pārbaudītu, vai ievadīts pozitīvs skaitlis. Mainot rokas garumu, bet saglabājot tādu pašu masu un ātrumu, aprēķinātais spēks nemainās.

Dūres spēka formula

F = (0,0414 × m_body × v) / 0,0077

Šeit m_body ir kopējā ķermeņa masa kilogramos, bet v ir dūres ātrums metros sekundē. Ja masa vai ātrums ievadīts mārciņās vai jūdzēs stundā, kalkulators vispirms pārvērš šīs vērtības kilogramos un metros sekundē, pēc tam rezultātu uzrāda ņūtonos.

Aprēķina piemērs

Persona ar masu 70 kg izdara dūri ar ātrumu 10 m/s.

1. Efektīvā masa: 70 × 0,0414 = 2,898 kg
2. Dūres spēks: (2,898 × 10) ÷ 0,0077 ≈ 3763,64 N

Pie šiem ievades datiem kalkulators rāda 3763,64 N. Tas rādītu tādu pašu rezultātu gan rokas garumam 50 cm, gan 90 cm, jo rokas garums aprēķinā netiek izmantots.

Kā dūres ātrums ietekmē rezultātu

Šajā formulā spēks palielinās tieši proporcionāli ātrumam. Divkāršojot dūres ātrumu, aprēķinātais spēks divkāršojas. Iepriekš minētajā 70 kg piemērā ātrums 5 m/s dod aptuveni 1881,82 N, bet ātrums 10 m/s dod aptuveni 3763,64 N — tieši divreiz vairāk.

Kalkulatora lietošana

Izvēlieties metriskās mērvienības (kilogramus, metrus sekundē, centimetrus) vai imperiālās mērvienības (mārciņas, jūdzes stundā, collas). Ievadiet ķermeņa masu, dūres ātrumu un rokas garumu. Kalkulators iekšēji pārvērš imperiālajās mērvienībās ievadītās vērtības metriskajās un rezultātu vienmēr attēlo ņūtonos.

Salīdzinājums ar izmērītajiem dūres sitieniem

Pētījumā, uz kura balstās kalkulatora konstantes, tika mērīti septiņu olimpisko bokseru dūres sitieni pa instrumentētu mērķi. Tika reģistrēts vidējais maksimālais spēks 3427 N ar standartnovirzi 811 N, bet vidējais dūres ātrums bija 9,14 m/s. Tā kā kalkulators katram ievades datu kopumam piemēro vienu fiksētu efektīvās masas procentuālo daļu un vienu fiksētu saskares laiku, reālos apstākļos individuālie rezultāti atšķiras vairāk nekā pētījuma vidējais rādītājs un nekā liecina tikai kalkulatora rezultāts.

Ierobežojumi

Šis ir vienkāršots modelis. Tajā nav ņemta vērā gurnu un plecu rotācija, sitiena tehnika vai sitiena veids. Katrs sitiens tiek modelēts ar tādu pašu efektīvās masas daļu un saskares laiku, lai gan realitātē abi lielumi atšķiras gan starp cilvēkiem, gan starp sitieniem. Modelis vislabāk noder, lai salīdzinātu, kā masa un ātrums maina rezultātu, nevis lai precīzi izmērītu kādu konkrētu reālu sitienu.

Bieži uzdotie jautājumi

Kas ir dūres spēks?

Dūres spēks ir spēka lielums, ko dūres sitiens nodod mērķim, un to mēra ņūtonos. Tas ir atkarīgs no tā, cik liela masa kustas aiz dūres un cik ātri šī masa apstājas trieciena brīdī.

Kādu formulu izmanto šis kalkulators?

Tas izmanto impulsa un kustības daudzuma teorēmu: spēks ir vienāds ar efektīvās masas un dūres ātruma reizinājumu, kas dalīts ar saskares laiku. Efektīvā masa tiek noteikta kā 4,14% no ķermeņa masas, bet saskares laiks ir fiksēts kā 0,0077 sekundes.

Kāpēc rokas garums nemaina rezultātu?

Rokas garums tiek ievadīts kā parametrs, taču spēka formulā tas neparādās. Šajā modelī spēks ir atkarīgs tikai no ķermeņa masas un dūres ātruma.

Vai dūres ātruma divkāršošana divkāršo arī dūres spēku?

Jā. Šajā formulā spēks ir tieši proporcionāls ātrumam, tāpēc dūres ātruma divkāršošana divkāršo aprēķināto spēku.

Cik precīzs ir šis aprēķins?

Tas ir vienkāršots aprēķins, kas balstīts uz viena publicēta pētījuma vidējiem rezultātiem par septiņiem bokseriem. Reālais dūres spēks mainās atkarībā no tehnikas, sitiena veida un individuālās biomehānikas, tāpēc rezultāts jāuzskata par aptuvenu, nevis par mērījumu.

Vai tas darbojas arī sānu sitieniem un augšupejošiem sitieniem?

Formula visus sitienus aplūko vienādi, izmantojot tikai ķermeņa masu un ātrumu. Sānu sitieni, augšupejoši sitieni un citi sitieni ietver gurnu un plecu rotācijas kustību, ko šis modelis neatspoguļo, tāpēc šo sitienu rezultāti ir mazāk uzticami nekā taisniem sitieniem.

Atsauce

Walilko, T. J., Viano, D. C. un Bir, C. A. (2005). Galvas biomehānika olimpisko bokseru sitienos pa seju. British Journal of Sports Medicine, 39(10), 710–719.