Kalkulator Kuasa Pukulan - Anggaran Kuasa Pukulan (Percuma)

Kalkulator daya tumbukan menganggarkan daya sesuatu tumbukan, dalam newton, berdasarkan berat badan dan kelajuan tumbukan seseorang. Kalkulator ini menggunakan teorem impuls-momentum, iaitu kaedah fizik piawai untuk menganggarkan daya hentaman berdasarkan momentum dan masa sentuhan.

Cara mengira daya tumbukan

Kalkulator menganggap tumbukan sebagai jisim bergerak yang berhenti dalam masa yang singkat. Teorem impuls-momentum menyatakan bahawa daya hentaman bersamaan dengan perubahan momentum dibahagikan dengan tempoh hentaman:

F = (m_effective × v) / t

• F ialah daya tumbukan, dalam newton (N)
• m_effective ialah jisim berkesan di sebalik tumbukan, dalam kilogram
• v ialah kelajuan tumbukan, dalam meter sesaat
• t ialah masa sentuhan, iaitu detik singkat ketika penumbuk dan sasaran bersentuhan

Tidak semua berat badan seseorang bergerak di sebalik sesuatu tumbukan, jadi kalkulator menggunakan “jisim berkesan” dan bukannya berat badan keseluruhan. Kalkulator menetapkan jisim berkesan pada 4.14% daripada berat badan. Angka itu berasal daripada kajian biomekanik 2005 terhadap tujuh peninju Olimpik, yang mengukur purata jisim tumbukan berkesan sebanyak 2.9 kg. Pembahagian 2.9 kg dengan berat badan rujukan 70 kg menghasilkan 4.14%, iaitu pecahan yang digunakan kalkulator bagi sebarang berat badan yang dimasukkan.

Masa sentuhan ditetapkan pada 0.0077 saat, atau 7.7 milisaat. Nilai ini dipilih supaya formula menghasilkan semula purata daya puncak terukur sebanyak 3427 N dalam kajian yang sama, pada purata kelajuan tumbukan 9.14 m/s.

Panjang lengan ialah salah satu daripada tiga input kalkulator, tetapi tidak muncul dalam formula di atas. Kalkulator meminta panjang lengan hanya untuk menyemak bahawa nombor positif telah dimasukkan. Mengubah panjang lengan sementara berat dan kelajuan kekal sama tidak mengubah daya yang dikira.

Formula daya tumbukan

F = (0.0414 × m_body × v) / 0.0077

Di sini, m_body ialah berat badan keseluruhan dalam kilogram dan v ialah kelajuan tumbukan dalam meter sesaat. Jika berat atau kelajuan dimasukkan dalam paun atau batu sejam, kalkulator menukarkannya terlebih dahulu kepada kilogram dan meter sesaat, kemudian melaporkan hasilnya dalam newton.

Contoh pengiraan

Seseorang seberat 70 kg melakukan tumbukan pada kelajuan 10 m/s.

1. Jisim berkesan: 70 × 0.0414 = 2.898 kg
2. Daya tumbukan: (2.898 × 10) ÷ 0.0077 ≈ 3763.64 N

Kalkulator memaparkan 3763.64 N untuk input ini. Kalkulator akan memaparkan hasil yang sama bagi panjang lengan 50 cm atau 90 cm, kerana panjang lengan tidak digunakan dalam pengiraan.

Cara kelajuan tumbukan mempengaruhi hasil

Daya dalam formula ini meningkat secara berkadar terus dengan kelajuan. Menggandakan kelajuan tumbukan akan menggandakan daya yang dikira. Bagi contoh 70 kg di atas, kelajuan 5 m/s menghasilkan kira-kira 1881.82 N, manakala kelajuan 10 m/s menghasilkan kira-kira 3763.64 N — tepat dua kali ganda.

Menggunakan kalkulator

Pilih unit metrik (kilogram, meter sesaat, sentimeter) atau unit imperial (paun, batu sejam, inci). Masukkan berat badan, kelajuan tumbukan dan panjang lengan. Kalkulator menukarkan input imperial kepada unit metrik secara dalaman dan sentiasa memaparkan hasilnya dalam newton.

Perbandingan dengan tumbukan yang diukur

Kajian yang menjadi asas pemalar kalkulator ini mengukur tujuh peninju Olimpik yang melakukan tumbukan pada sasaran berinstrumentasi. Kajian itu merekodkan purata daya puncak sebanyak 3427 N, dengan sisihan piawai 811 N, pada purata kelajuan tumbukan 9.14 m/s. Oleh sebab kalkulator menggunakan satu peratusan jisim berkesan tetap dan satu masa sentuhan tetap bagi setiap input, hasil individu dalam dunia sebenar lebih berbeza daripada purata kajian, dan lebih berbeza daripada yang dicadangkan oleh output kalkulator sahaja.

Had

Ini ialah model yang dipermudah. Model ini tidak mengambil kira putaran pinggul dan bahu, teknik tumbukan atau jenis tumbukan. Setiap tumbukan dimodelkan dengan pecahan jisim berkesan dan masa sentuhan yang sama, walaupun kedua-duanya sebenarnya berbeza antara individu dan antara tumbukan. Model ini paling sesuai untuk membandingkan kesan perubahan berat dan kelajuan terhadap hasil, bukan sebagai ukuran tepat bagi mana-mana tumbukan sebenar.

Soalan lazim

Apakah daya tumbukan?

Daya tumbukan ialah jumlah daya yang dikenakan oleh tumbukan terhadap sasaran, diukur dalam newton. Daya ini bergantung pada jumlah jisim yang bergerak di sebalik penumbuk dan kepantasan jisim itu berhenti ketika hentaman.

Apakah formula yang digunakan kalkulator ini?

Kalkulator ini menggunakan teorem impuls-momentum: daya bersamaan dengan jisim berkesan didarab dengan kelajuan tumbukan, kemudian dibahagikan dengan masa sentuhan. Jisim berkesan ditetapkan pada 4.14% daripada berat badan, dan masa sentuhan ditetapkan pada 0.0077 saat.

Mengapakah panjang lengan tidak mengubah hasil?

Panjang lengan dikumpulkan sebagai input tetapi tidak muncul dalam formula daya. Dalam model ini, daya hanya bergantung pada berat badan dan kelajuan tumbukan.

Adakah menggandakan kelajuan tumbukan menggandakan daya tumbukan?

Ya. Daya berkadar terus dengan kelajuan dalam formula ini, jadi menggandakan kelajuan tumbukan akan menggandakan daya yang dikira.

Sejauh manakah tepatnya anggaran ini?

Ini ialah anggaran yang dipermudah, berdasarkan hasil purata satu kajian yang diterbitkan terhadap tujuh peninju. Daya tumbukan sebenar berbeza mengikut teknik, jenis tumbukan dan biomekanik individu, jadi anggap hasil ini sebagai anggaran, bukan ukuran.

Adakah formula ini sesuai untuk tumbukan kait dan tumbukan atas?

Formula ini menganggap semua tumbukan dengan cara yang sama, dengan hanya menggunakan berat badan dan kelajuan. Tumbukan kait, tumbukan atas dan tumbukan lain melibatkan pergerakan putaran daripada pinggul dan bahu, yang tidak diwakili oleh model ini, jadi hasil bagi tumbukan tersebut kurang boleh dipercayai berbanding tumbukan lurus.

Rujukan

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