Kalkulačka Údernej Sily - Odhadnite Silu Úderu (Zadarmo)

Kalkulačka sily úderu odhaduje silu úderu v newtonoch na základe telesnej hmotnosti a rýchlosti úderu. Používa vetu o impulze a hybnosti, štandardnú fyzikálnu metódu na odhad síl nárazu na základe hybnosti a času kontaktu.

Ako vypočítať silu úderu

Kalkulačka považuje úder za pohybujúcu sa hmotu, ktorá sa v krátkom čase zastaví. Impulzovo-hybnostná veta hovorí, že sila nárazu sa rovná zmene hybnosti vydelenej časom trvania nárazu:

F = (m_effective × v) / t

• F je sila úderu v newtonoch (N)
• m_effective je efektívna hmotnosť podieľajúca sa na údere v kilogramoch
• v je rýchlosť úderu v metroch za sekundu
• t je čas kontaktu, teda krátky okamih, počas ktorého sa päsť dotýka cieľa

Pri údere sa za päsťou nepohybuje celá telesná hmotnosť človeka, preto kalkulačka namiesto celkovej telesnej hmotnosti používa „efektívnu hmotnosť“. Efektívnu hmotnosť stanovuje na 4,14 % telesnej hmotnosti. Tento údaj pochádza z biomechanickej štúdie siedmich olympijských boxerov z roku 2005, v ktorej sa namerala priemerná efektívna hmotnosť úderu 2,9 kg. Vydelením 2,9 kg referenčnou telesnou hmotnosťou 70 kg sa získa 4,14 %, teda podiel, ktorý kalkulačka uplatňuje na každú zadanú telesnú hmotnosť.

Čas kontaktu je pevne stanovený na 0,0077 sekundy alebo 7,7 milisekundy. Táto hodnota je zvolená tak, aby vzorec pri priemernej rýchlosti úderu 9,14 m/s reprodukoval nameranú priemernú maximálnu silu 3427 N z tej istej štúdie.

Dĺžka paže je jedným z troch vstupných údajov kalkulačky, vo vyššie uvedenom vzorci sa však nenachádza. Kalkulačka vyžaduje dĺžku paže iba na overenie, že bolo zadané kladné číslo. Zmena dĺžky paže pri nezmenenej hmotnosti a rýchlosti nezmení vypočítanú silu.

Vzorec sily úderu

F = (0,0414 × m_body × v) / 0,0077

Tu m_body označuje celkovú telesnú hmotnosť v kilogramoch a v je rýchlosť úderu v metroch za sekundu. Ak sa hmotnosť alebo rýchlosť zadá v librách alebo míľach za hodinu, kalkulačka ich najprv prepočíta na kilogramy a metre za sekundu a potom výsledok uvedie v newtonoch.

Vyriešený príklad

Človek s hmotnosťou 70 kg vykoná úder rýchlosťou 10 m/s.

1. Efektívna hmotnosť: 70 × 0,0414 = 2,898 kg
2. Sila úderu: (2,898 × 10) ÷ 0,0077 ≈ 3763,64 N

Kalkulačka pri týchto vstupoch zobrazí 3763,64 N. Rovnaký výsledok by zobrazila pri dĺžke paže 50 cm aj 90 cm, pretože dĺžka paže do výpočtu nevstupuje.

Ako rýchlosť úderu ovplyvňuje výsledok

Sila v tomto vzorci rastie priamo úmerne s rýchlosťou. Zdvojnásobenie rýchlosti úderu zdvojnásobí vypočítanú silu. V príklade s hmotnosťou 70 kg uvedenom vyššie dá rýchlosť 5 m/s približne 1881,82 N a rýchlosť 10 m/s približne 3763,64 N — presne dvojnásobok.

Používanie kalkulačky

Vyberte metrické jednotky (kilogramy, metre za sekundu, centimetre) alebo imperiálne jednotky (libry, míle za hodinu, palce). Zadajte telesnú hmotnosť, rýchlosť úderu a dĺžku paže. Kalkulačka interne prepočíta imperiálne vstupy na metrické a výsledok vždy zobrazí v newtonoch.

Porovnanie s nameranými údermi

V štúdii, z ktorej pochádzajú konštanty kalkulačky, sedem olympijských boxerov udieralo do cieľa vybaveného meracími prístrojmi. Pri priemernej rýchlosti úderu 9,14 m/s sa zaznamenala priemerná maximálna sila 3427 N so smerodajnou odchýlkou 811 N. Keďže kalkulačka uplatňuje na každý vstup jedno pevné percento efektívnej hmotnosti a jeden pevný čas kontaktu, skutočné individuálne výsledky sa líšia viac než priemer zo štúdie a viac, než naznačuje samotný výstup kalkulačky.

Obmedzenia

Ide o zjednodušený model. Nezohľadňuje rotáciu bokov a ramien, techniku úderu ani jeho typ. Každý úder sa modeluje s rovnakým podielom efektívnej hmotnosti a rovnakým časom kontaktu, hoci v skutočnosti sa obe hodnoty líšia medzi ľuďmi aj medzi jednotlivými údermi. Model je najvhodnejší na porovnávanie toho, ako zmena hmotnosti a rýchlosti ovplyvňuje výsledok, nie na presné meranie konkrétneho skutočného úderu.

Najčastejšie otázky

Čo je sila úderu?

Sila úderu je veľkosť sily, ktorou úder pôsobí na cieľ, meraná v newtonoch. Závisí od množstva hmoty pohybujúcej sa za päsťou a od toho, ako rýchlo sa táto hmota pri náraze zastaví.

Aký vzorec používa táto kalkulačka?

Používa impulzovo-hybnostnú vetu: sila sa rovná efektívnej hmotnosti vynásobenej rýchlosťou úderu a vydelenej časom kontaktu. Efektívna hmotnosť je stanovená na 4,14 % telesnej hmotnosti a čas kontaktu je pevne stanovený na 0,0077 sekundy.

Prečo dĺžka paže nemení výsledok?

Dĺžka paže sa zadáva ako vstupný údaj, vo vzorci sily sa však nenachádza. V tomto modeli sila závisí iba od telesnej hmotnosti a rýchlosti úderu.

Zdvojnásobí zdvojnásobenie rýchlosti úderu silu úderu?

Áno. Sila je v tomto vzorci priamo úmerná rýchlosti, takže zdvojnásobenie rýchlosti úderu zdvojnásobí vypočítanú silu.

Aký presný je tento odhad?

Ide o zjednodušený odhad založený na priemerných výsledkoch jednej publikovanej štúdie siedmich boxerov. Skutočná sila úderu sa mení podľa techniky, typu úderu a individuálnej biomechaniky, preto treba výsledok považovať za približný odhad, nie za meranie.

Funguje to pri hákoch a zdola vedených úderoch?

Vzorec zaobchádza so všetkými údermi rovnako a používa iba telesnú hmotnosť a rýchlosť. Háky, zdola vedené údery a iné údery zahŕňajú rotačný pohyb bokov a ramien, ktorý tento model nezohľadňuje, takže výsledky pre tieto údery sú menej spoľahlivé než pri priamych úderoch.

Referencia

Walilko, T. J., Viano, D. C. a Bir, C. A. (2005). Biomechanika hlavy pri úderoch olympijských boxerov do tváre. British Journal of Sports Medicine, 39(10), 710–719.