Régebben a Discovery-n adták a sport science című műsort és engem gondolkodóba ejtett egy kicsit az ütőerővel kapcsolatos rész. Mit is jelent a G-erő tulajdonképpen?

1G az a gravitációs erővel megegyező terhelést jelent, azaz ha F = m*9,81. Ez egy gyakorlatiasabb megközelítésű, szemléletes mértékegység.

A forgatónyomatékot most ne keverjük ide, ott a méter az az erőkart jelenti, itt meg arról beszélünk, hogy minél drasztikusabban lassít le az arcod egy öklöt, az arcodra annál nagyobb erő fog hatni. Ugye ez az erő-ellenerő törvénye.

Hogy az 1G-nél mi számít bele a tömegbe, azt most nem tudom. Egy boxzsáknál kb. egyértelmű, hogy az egész boxzsák. Ha egy fejet ütsz, akkor ott már a fej valamennyire külön mozog a testtől.

Pl. egy teniszlabdát nekilövünk egy boxzsáknak:

m(labda) = 50g, v(labda)= 30m/s, t(labda lassulás)= 0,005s

F(labda) = m*a = 0,05kg * -30m/s / 0,005s = -300N.

F(boxzsák) = -1*F(labda) = 300N

Ha m(boxzsák) = 30kg, akkor ez kerekítve egy 1G-s erőhatás lesz, mivel a boxzsákra ~300N-os nehézségi erő hat.

Jól érzed, hogy ez sántít.

G-erőként igazán egy dolgot lehet hellyel-közzel szabatosnak mondani, azt, hogy hány G-vel gyorsító erő.

És ige, természetesen ez teljesen attól függ, milyen tömegre hat.

Szóval azt lehet mondani, mérni akár szenzorokkal, hogy egy ökölcsapás az emberi fejre hány G-s gyorsulást tud okozni és rá lehet mondani, persze nem fizika-szabatosan, hogy hány G-s "erővel" ütött.

Természetesen ugyanez az ütőerő egy negyven kilós boxzsákra nagyságrenddel kisebb gyorsulást fog kelteni.

A becsapódáskor az erő az érdekes, nem a nyomaték. Ha az erőkar 40 cm, a nyomaték 200 Nm, akkor az erő 500 N.

A lassulás útja 0,1 m, de mennyi a kezdősebesség, a v0? Ha a végsebesség 0, akkor s=v0/2·t, a=-v0/t. Legyen például v0=15 m/s, s=0,1 m, akkor 0,1=15/2·t -> t=0,08 s. a=-15/0,08 -> a=187,5 m/s². 1 g gyorsulás 9,80665 m/s², eszerint a kapott a gyorsulás 19,1 g-vel egyenlő.

Ez a "G-erő" valójában nem az ütközés erejét szokta jellemezni, hanem a lefékeződő vagy gyorsuló testet érő gyorsulást. A fenti eredmény azt jelenti, hogy ha egy embert ekkora gyorsulás ér, akkor a testsúlya a 19-szeresére nő. Ez már tuti eszméletvesztés, rossz testhelyzetben kapva már belső vérzést is okoz, vagy csigolyatörést. Egy alkar és a kézcsontok kibírják, de az biztos, hogy öregít.

Az ütés "erejét" az erő helyett (500 N, 50 "kg") az impulzus, modern nevén lendület fejezi ki igazán. Az impulzus ΔI=m·Δv, ehhez ezek szerint kell a tömeg. Az impulzusvátozás másik megközelítése az ún. erőlökés, ami ΔI=F·t. Az energia átalakul, de az impulzus csak veszteség nélkül átadódik. A bokszzsákba áthelyezett impulzus 500N·0,08s=48Ns. Mivel a sebességváltozás 15 m/s, Δi/Δv=m=3,2 kg tömegű test vett részt az ütésben.