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Titolo: Ingegneria applicata al karate.

Eh..
Mi serve aiuto da ingegneri che hanno ancora dimestichezza con materie e 
definizioni di cui ricordo l'esistenza.
Sto facendo una tesina per un corso di istruttore di karate, intitolata 
fisica nel karate, prendendo spunto dal lavoro fatto qui 
http://fisicadelkarate.altervista.org/
 
 
Facendola breve, lo scopo era capire, se l'efficacia della tecnica, 
intesta come tecnica definitiva (kaput :) ) il "peso" della massa 
coivolta e della velocità. Peso che a mio avviso è legato all'esponente 
della massa e della velocità nelle equazioni che determinano la 
Forza/Energia del colpo.
 
Ecco.. già citando forza ed energia ho usato termini per cui la velocità 
ha esponenti diversi.. nell'energia cinetica è al quadrato.
 
Generalmente negli urti analastici (tipo i colpi sulle persone) si 
conserva la quantità di moto e non l'energia cinetica, parte della quale 
è dissipata nel lavoro di deformazione.
 
Il fisico Gianino, che ha fatto tutto il lavoro del sito sopra, mi dice:
 
LUI DICE
Un pugno per il tameshiwari (esercizio di rottura di tavolette, mattoni, 
ghiaccio etc) deve cercare di deformare l'oggetto da rompere 
coinvolgendo tutto l'oggetto alla deformazione e quindi distribuendo 
l'energia prodotta alla deformazione in tutta la tavoletta o il mattone,
IO DICO
No, scusa.
Devi colpire con una forza tale da provocare gli effetti 
flessionali/tagio per cui si arriva alla tensione di rottura del 
materiale (che poi non essendo plastico si propaga in rottura).
QUi non entra particolarmente in gioco la pressione.. o meglio è secondaria.
LUI DICE
  diverso è il caso in cui vuoi cedere tutta l'energia solo ad una parte 
limitata dell'oggetto. Per intenderci immaginare di forare la tavoletta 
e non romperla.
IO DICO
Ok... pensiamo a colpire la tavoletta con 2 oggetti diversissimi.
Uno di grande massa e poca velocità (una palla d'acciaio spinta), uno 
con una piccola massa e grande velocità (una palla vetroresina sparata).
Entrambi sono scagliati contro la tavoletta in maniera tali che il 
prodotto massa * velocità sia costante.
In questo caso, bisogna distinguere, secondo me una cosa fondamentale.. 
la forma dell'oggetto. Ipotizziamo, per semplicità l'indeformabilità dei 
materiali.
A pari forma dell'oggetto gli effetti sulla tavoletta (e quindi le forze 
interne al materiale) sono assolutamente uguali.
Con forma diversa, ovviamente torna il ragionamento, in quanto si ha una 
pressione sul materiale tale da provocarne la deformazione puntuale (e 
quindi come il chiodo di infilarsi).
Ma questo concetto, è da applicare alla modalità di colpo. Ad okynawa, 
mi raccontava un maestro di gojo, si dice che si usa il pugno (mano 
chiusa) quando non si vuole far male.. solitamente colpiscono con le 
dita (ma hanno le mani rovinate dall'allenamento.. cosa che noi non 
possiamo permetterci).
Quindi non è un discorso di massa e velocità ma di pressione!
 
Siccome da quando sono uscito dall'università ho cambiato indirizzo 
(termotecnica ed acustica) e la statica e la dinamica delle strutture la 
ricordo poco o nulla, chiedo un vostro aiutino.


Mah... se devi portare a rottura qualsiasi oggetto, gli devi trasferire 
una certa energia "critica" che porta le tensioni interne
al materiale oltre il limite di rottura. Per compiere questo lavoro 
sull'oggetto da rompere devi spostare il punto di applicazione della 
forza che applichi, quindi devi sostanzialmente deformarlo.
 
Non importa quanto velocemente viene trasferita questa energia...
voglio dire, potrebbe essere trasferita in modo quasi statico (pressa in 
laboratorio), oppure impulsivo (Ciro il muratore armato di mazzetta da 
10kg) ... ma l'energia di rottura necessaria non cambia.
 
Probabilmente nel karate è necessario sferrare il colpo con velocità
perché non si sarebbe in grado di sviluppare quella energia con la sola
forza muscolare ed in modo quasi statico, quindi si sfrutta la capacità 
muscolare di accelerare la massa del braccio fino ad una velocità d'urto 
a cui è associata una determinata energia cinetica.
 
Parte di questa energia cinetica se ne va in lavoro di deformazione 
della mano (sperando che non sia lavoro di frattura...!) e quella 
"netta" residua che viene trasferita all'oggetto deve essere sufficiente 
a deformarlo sino alla soglia di rottura che dicevamo prima.
 
Se trasferisci l'energia in un punto concentrato (il chiodo), potresti 
avere rotture localizzate non sufficienti a rompere l'intera sezione. 
Viceversa se vuoi rompere l'intera sezione, devi trasferire l'energia a 
tutta la sezione.
 
 
Diverso potrebbe essere forse il caso di creazione e propagazione di 
fratture, che magari richiedono elevate concentrazioni ma solo 
localmente (il chiodo) di energia per innescare la frattura (penso alle 
rocce fittili, oppure al vetro, ecc...dove basta un colpo secco in un 
punto...; nel vetro poi c'è anche, credo, un discorso di stati di 
coazione interni che
si creano durante il raffreddamento e che vengono liberati con l'innesco 
delle fratture; nelle rocce fittili, invece, è un reticolo cristallino 
particolare ... ma su questo non saprei dire altro):però usare questi 
materiali vorrebbe dire "barare" !!!!
Lo vedo più appropriato al mago Forest che ad un maestro di karate!
 
Infine concedimi un'osservazione col sorriso sulle labbra:
le arti marziali ed in generale tutte le arti antiche di difesa o 
combattimento sono affascinanti più per la loro dimensione "zen" e 
spirituale che non per essere dissezionate a suon di fisica ed 
ingegneria....
perché in tal caso, se proprio devo vedere la loro utilità pratica, 
allora cinicamente io la penso come il nostro eroe con la frusta !!!
http://www.youtube.com/watch?v=JMLIOtBLqoU
 
 
 
Ciao!  :-)
Buona tesina!!!

 rocce fittili,
 
più corretto dire "scistose" (pensavo all'ardesia)

 Non importa quanto velocemente viene trasferita questa energia...
 
Parli di energia..
Ma come la trasformi in forza questa energia? Matematicamente? O viceversa?
 
Con la statica potrei conoscendo il materiale, lo schema di vincolo etc, 
ricavare la forza (per rottura o freccia).. ma di energia?
 
Un articolo parla di energia in J per fratturare le costole.. E come 
cribbio la calcolo? Metti che la forza ci riesco.. ma l'energia non 
saprei. Ma ovviamente il senso c'è. Una forza grande applicata 
lentamente produce uno spostamento (freccia o rottura) come lo può 
produrre una forza piccola applicata velocemente.
 
Negli urti anelastici, si conserva la quantità di moto ma non l'energia, 
che come dicevi tu c'è di mezzo un lavoro di deformazione..
Quindi a mio avviso, colpi con pari quantità di moto hanno lo stesso 
effetto. Massa e velocità sono parimenti importanti?
 
Pensa all'esempio delle sfere indeformabili di pari diametro, lanciate 
contro un oggetto con quantità di moto costante. Quell'oggetto, dovrebbe 
subire, una forza (che non saprei calcolare) in funzione della massa 
della palla e della velocità.
 
Su una pubblicazione ho trovato però che la forza di impatto dipende 
dalla massa m che colpisce, oltre che dalla massa M del bersaglio e 
della velocità v e dal tempo di impatto DT.
F = (m*M)/(m+M) * v/DT
Se fosse questa la forza, allora si avrebbe che oggetti a parità di 
massa M del bersaglio, DT e di quantità di moto m*v che la forza 
maggiore di impatto la ottengo aumentando la velocità.
 
....
 
 

 maggiore di impatto la ottengo aumentando la velocità.
 
Ovvio.
Io comunque partirei da qui:
http://it.wikipedia.org/wiki/Teorema_dell%27impulso
 
 
Devi imparare a concentrare il tuo ki sul bersaglio. Piu' il ki e' 
concentrato piu' e' forte il colpo.
 
-- 
Ciao, Tigers
[cit.] .. perchè la curva d'apprendimento di google è storicamente tra
le più ripide ... e.
www.tigers.3000.it
 - Skype: se proprio vuoi contattarmi chiedi...

 concentrato piu' e' forte il colpo.
 
Io ho il ki mastro lindo.. se non è concentrato quello!!
A tigers (letto come scritto)... dai va a laurà :)-
 

 Parli di energia..
 
Secondo me non puoi prescindere da un discorso energetico.
A prescindere da come questa energia arriva alla sezione (quasi 
staticamente o impulsivamente) non c'è dubbio che ogni sezione avrà un 
suo diagramma momento/curvatura, che dipende dalla geometria e dal 
materiale. Arrivati alle dilatazioni ultime del materiale , hai la rottura.
Dal diagramma mom/curv capisci se (e quanto) è duttile la sezione,
oppure se ha rottura fragile.
 
Se (supponiamo) il diagramma fosse bilineare, con tratto plastico 
perfettamente orizzontale, una volta raggiunto il momento al limite elastico
non avresti ancora rottura, perché ti manca ancora tutta l'escursione 
deformativa in campo plastico. Quindi ricavarti una forza di per sé 
potrebbe non avere senso (in termini generali) per quello che interessa 
te (cioè indagare quando avviene la rottura).
 
Meglio ragionare in termini di deformazioni oppure energetici.

 A tigers (letto come scritto)... dai va a laurà :)-
 
Almeno guardati le puntate di Time Warp, magari impari qualcosa almeno 
da li' che e' spiegato facile facile...
 
Ma quanto avevi preso in Fisica I?
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