題:
那是什麼?!量化武術罷工的影響
user16
2015-02-23 03:22:16 UTC
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測量像武術家的罷工之類的動作可能具有挑戰性,因為它是一個複雜的動作,而普通話會使用不精確或不正確的術語。這個問題是為了識別適用的度量(量化)和這些數字後面的正確單位。


背景:
在一個最近的問題中”,我問過一些傳感器,該傳感器可用於測量武術家的打擊,例如腳踢或拳打。我的主要目的是向學生展示他們的技術如何提高他們的打擊能力。那裡的答案非常好,而且絕對可以解決我的問題。

導致這個問題的原因是,我收到了一份後續報告,澄清了詢問我是否要測量力,能量或力量的評論。我對此回答說,我只需要一些可測量的東西就可以向學生表明差異或進步。

隨後出現的一條評論 * sup>讓我開始思考:

根據您在此處所寫的內容,我想補充一點,您實際上要測量的既不是力,壓力也不是能量。

* sup > 此評論已被刪除,但是我在離開該評論後不久就開始了這個問題。 sub>

第二個評論的想法讓我想到的是,當我看到許多引用使用力量單位,還有其他量化武術打擊的方法。

例如:

  • 此參考文獻更傾向於使用“力量”並譴責使用“壓力”
  • 此參考文獻也使用了力,但在描述加速度和速度時卻混用了它們的術語,因此懷疑它們的用法。
  • 此參考著重於速度,動量和能量。
  • 此參考erence使用$ lb_F $進行測量。巧合的是,這是使我開始思考其他問題的系列文章。

我的問題:
衡量(量化)武術家罷工與其他罷工幅度的正確術語是什麼?

該度量應適用於各種罷工(拳,腳,肘等)。對不同的從業者有效。同樣,我也不擔心定義好壞。我希望能夠量化罷工。這與基本流程改進相關聯-我們測量要改進的過程並比較測量結果。

力是在實例上及時定義的東西。在您的原始帖子中,我假設您將對給定打擊期間的最大力量最感興趣。但是,我認為[impulse](http://en.wikipedia.org/wiki/Impulse_(physics))實際上可能是最相關的數量。力在其傳遞期間的積分。
如果對您的問題有一個“一刀切”的答案,那將是很好的選擇,但是我同意奧林的觀點,因為最好的衡量標準實際上取決於罷工的目的。
...並且最終,應該首先在運動場上提出這個問題-這實際上是最重要的武術問題,其次是生物技術...
@SF。 -顯然我有偏見,但這是一個有關_measurement_的問題,其次是域或應用程序的問題。測量背後的術語非常適合工程學。
@GlenH7:建立“什麼”來進行測量雖然是更多的原始領域。工程可以告訴*如何*測量它。
五 答案:
Olin Lathrop
2015-02-23 05:15:23 UTC
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基本問題是您尚未定義什麼是“好”踢或拳。目的是使對手失去平衡嗎?造成最大的痛苦?弄破骨頭?要擊打身體的特定部位以使他失去能力?粉碎最多疊在一起的木板嗎?還有其他嗎?

這些不同的結果中的每一個都會在得出單個有效性時以不同的方式權衡罷工的各種物理屬性。例如,使某人失去平衡,甚至跌倒,主要是關於衝動,這是力量乘以時間,但是只要時間足夠短。折斷骨頭更多是關於最大力量。造成腦震盪(作為拳擊中淘汰賽的目標)可能更多是關於整體動力,但也有針對性。

簡而言之,如果沒有以下定義,就無法回答您的問題如何衡量“好”。

沒有定義“好”的所有要求似乎都是愚蠢的,因為您的中段解釋了在許多不同情況下“好”的含義。為什麼不就此展開?
@Chris:我舉了一些不同的預期結果示例,以表明需要不同的指標。我不想回答所有可能的結果,其中之一就是OP想要的結果。對於OP來說,澄清期望的結果是更有意義的。
HDE 226868
2015-02-23 04:18:44 UTC
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這一切都變得不可思議。

我們都知道牛頓第二定律:$ \ vec {F} = m \ vec {a} $ 1 sup>。它說施加在物體上的力越大,其加速度就越大(加速度實際上只是位置相對於時間的二階導數)。

如何測量力?一種用於測量物體重量的常用方法是使用彈簧秤。您可以將物體放在彈簧上方或將其懸掛在彈簧上。但是要小心-從彈簧上懸掛時,請注意秤直接測量張力。沿某個彎曲的方向移動,您會得到怪異的讀數。

彈簧上的力的等式為$ \ vec {F} = k \ vec {x} $,其中$ \ vec { x} $是位移 2 sup>,$ k $是彈簧的彈簧常數。因此,如果您向彈簧推,則可以找出所施加的力。

您提到了動量。如果您想變得狡猾(但準確),請使用 impulse -物體(或系統)的動量變化。衝量可以寫為$ \ vec {J} $中的$ \ vec {I} $。我已經看過兩種約定。但是,無論如何,脈衝都定義為$$ \ vec {I} = \ vec {J} = \ vec {F} \ Delta t = \ Delta \ vec {p} = m \ vec {v} _f-m \ vec {v} _o $$更大的力量意味著更大的動力變化。施加更大時間間隔的力意味著動量變化更大。順便說一下,將所有項除以質量,您將得到熟悉的運動學方程:$$ \ vec {a} t = \ vec {v} _f- \ vec {v} _o $$

能量是一個奇怪的選擇。除非您將對手直接沖向空中,否則您會將一些化學能轉化為動能。如果您想忽略身體的能量轉換,只需說力確實作用於對手的身體即可。 / sup> $$ \ vec {W} = \ vec {F} s $$ 但是,拳頭在移動並與對手接觸時很可能不會施加相同的力。因此,我們必須使用微積分:$$ \ vec {W} =-\ int_ {x_o} ^ {x_f} \ vec {F} dx $$注意減號。

因此傳遞的能量為

功率就是能量(在這裡是工作)除以時間:$$ \ vec {P} = \ frac {\ vec {W}} {t} $ $暗示那裡的關係。但是在這裡,精力等於完成的工作。那實際上只是力量的函數$ F $。

所以沖動,能量和力量都是力量的量度。壓力也一樣。採取適當的導數,您將看到:$$ \ frac {d \ vec {p}} {dt} = \ frac {d \ vec {W}} {ds} = \ frac {d ^ 2 \ vec {P }} {dt \ cdot ds} = A \ vec {P} = \ vec {F} $$


不過,我不確定該如何解決您的問題。所有這些都是不同的實體,您測量的內容取決於您測量的方式。如果您測量對手揮拳後的移動速度(及其質量),則可以測量衝動或工作 4 sup>。

沒有“正確的方法”或“錯誤的方法”衡量罷工的規模。在所有這些情況下,數量越大,施加的力越大。出於實際目的,唯一的區別是,力在某物(區域)之間分配,以給定的時間量(脈衝)施加,以給定的距離(功)施加或以給定的距離在給定距離上施加時間(功率)。而已。稱數量$ \ vec {Q} $,您將得到$ \ vec {Q} = \ vec {F} \ cdot d \ text {whatever} $ 5 sup>。只需選擇$ d \ text {something} $。


1 sup>也寫為$ F = m \ frac {d ^ 2x} {dt ^ 2} $
2 sup>位移是矢量,因此力是矢量。為加速也是如此。
3 sup>我忽略了$ \ cos \ theta $,為簡單起見,我真的應該扔在那裡。
4 sup> $ \ vec {J} = m \ vec {v} _f-m \ vec {v} _o $和$ KE = \ frac {1} {2} mv ^ 2 $。隨便吧。
5 sup>是的,是的。力量除以$ d \ text {something} $(如果有權力),也要乘以$ d \ text {something} $。

我為所有$ \ vec {} $浮動而道歉,但我想指出什麼是向量,什麼不是向量,以使我的觀點更加清楚。
jhabbott
2015-02-24 11:21:01 UTC
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如果我要負責衡量這一目標,我還想知道每次罷工的目的或預期結果是什麼。這是因為您可能想針對不同類型的打擊測量不同的東西。

  • 旨在造成損壞的打擊必須將力集中在較小的區域上,以最大程度地提高該位置的壓力點-因此,對於這種類型的打擊,您需要測量壓力。
  • 一種旨在向目標施加力(例如將其纏繞)的打擊-您需要測量施加的力在撞擊區域。
  • 旨在將目標推開的打擊-您應測量有多少力轉移到了目標上,又有多少又轉移到了前鋒上(前後的動能)
  • 旨在嚇and和迷惑對手的打擊可能依賴於速度。

可能還有其他情況,但主要情況會引起關注力量和壓力。在上面的第三個項目符號中,您可能想要測量罷工前後雙方的動能,這可以使用高速攝像機來完成。

因此,您引用的那些相互矛盾的參考文獻可能不會完全是矛盾的,由於罷工類型的不同(或者相同罷工類型的期望結果不同,他們可能只是專注於測量不同的事物,在這種情況下,我認為技術可能與您要測量的有所不同)

mart
2015-02-24 13:09:05 UTC
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通過敲擊或踢動,您(或多或少)移動了整個身體,將手或腳或其他物體連接到目標上,如果您的技術不錯,目標的變形將遠遠超過您的身體。我認為這個想法至關重要,因為您的身體部位和重心之間有很多關節和泥濘的東西。這也意味著,如果將衝擊施加到較輕的手套上,可能會產生很大的效果,因為將衝擊施加到較重的袋子上時,效果可能會更差,因為在後一種情況下,泥濘的鑽頭會擠壓得更多。眾所周知,打擊某人的想法是使粘糊狀的鑽頭只有很小的總數,而沒有塑性變形,而我們想使目標塑性變形並將其移動到某個位置。有時候,我們會強調另一種。

在目標側,您會有一些變形和運動。確切的構成將取決於打擊的速度和目標的重量。當然,您可能會認為變形實際上是運動的一種形式,反之亦然。在這裡,所謂運動,是指目標實際上是整體運動,而使目標的任何“內部”運動發生變形。

變形
可能有彈性材料產生可量化的變形量。向您的學生展示他們的罷工(或沒有罷工)取得了多少進步的一種頗具成本效益的方法是堆疊木板並查看有多少可以打破。我不確定空手道是否已準備好提出這樣一個新主意。
另一種方法是具有彈簧並測量其彈性變形。如果要設計這樣的系統,我的第一個起點將是堅固的空氣氣球和壓力傳感器,並進行安裝,以便獲得壓力峰值。壓縮氣體在理想情況下不是彈性的(一些能量會隨著熱量而損失)。但是您可以在手套的“學生”側安裝一個氣墊。我認為任何經典的機械彈簧都需要附加的緩衝墊,這會增加不確定性。我認為在空手道中,有一種將板子粘在地上並對其進行打孔的做法,老師可以通過握住板子後方幾厘米的手來檢查板子“給了多少”。如果木板沒有伸手,學生仍然需要練習。

運動
您可以建立一個擺錘並測量其擺動的距離。或者,加速度計和som複雜的集成可以使您獲得能量。或者,您可以將彈簧安裝在固定的物體上,例如通過將板子粘在地面上。然後消除運動項,並專注於變形。

PCARR
2015-06-22 23:26:55 UTC
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武術家的現場罷工可以通過使用以磅/平方英寸為單位的力來量化。基本前提是(當然)力等於質量乘以加速度。重要性在於與之配套使用的接觸區域-平方反比定律。這兩個是主要的一對。

當然,在打擊過程中還存在一些狂野的並發症-例如橫向壓縮波和[在此處插入幾乎所有內容]。在此基礎上,可以通過訓練有素的觀察和對動量,相對位置和攻角相對於中心質量的變化的特殊研究來定性地評估傳遞力。 (應該對輻射和縱向影響進行手勢處理,而不是演示)。

我相信有些因素(不包括變形和切應力)在模擬中無法準確重複,並且需要量化/去神秘化-但

最終,從業者尋求對打擊的明顯量化:定時準確性。它應考慮到由於相互競爭的動作而產生的技術的有效性。還應評估受過訓練的學生的自動化程度



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