Сила — векторная величина, она является мерой механического воздействия на материальную точку (тело) со стороны других тел или полей. Сила полностью задана, если указаны ее численное значение, направление и точка приложения, и может быть вычислена как произведение массы на ускорение.
Взаимодействие между телами, как это следует из первого закона Ньютона, является причиной изменения их первоначальных состояний. Линией действия сил называется прямая, вдоль которой направлен вектор силы. Силы, приложенные к телу, можно рассматривать как скользящие вектора.
Системой сходящихся сил (пучком сил, или узлом сил) называется совокупность сил, приложенных к одному и тому же телу так, что их линии действий пересекаются в одной точке. Перенеся силы вдоль линий их действий в эту точку, получим систему сил, приложенных к одной и той же точке и эквивалентных одной равнодействующей силе, которая в свою очередь равна векторной сумме всех сил системы (рис. 6.5).
Рис. 6.5. Система сходящихся сил: F1, F2, F3 …
О — точка приложения сил
Точка приложения главного вектора системы сил называется центром приведения (на рис. 6.5 — точка О). Выбор этой точки по данному определению совершенно произволен.
Человека мы рассматриваем как некую конструктивно организованную систему, покоящуюся на опорах и стремящуюся сохранить равновесие в пространстве, т. е. человек — это рычажно-двигательный биомеханизм.
По третьему закону Ньютона, векторы сил, с которыми два тела действуют друг на друга, лежат на одной прямой, равны по величине и противоположны по направлению. Действующие на систему тел силы делятся на внутренние и внешние.
Внутренними называются силы, которые действуют между телами, входящими в систему; внешними — силы, обусловленные взаимодействием с телами, не принадлежащими данной системе.
Система замкнута, если внешние силы отсутствуют. Для замкнутой системы справедлив закон сохранения импульса: векторная сумма импульсов тел в замкнутой системе является величиной постоянной. (Импульс — произведение массы тела на его скорость.)
Все активные силы механической системы должны быть заданы, а реакции связей заранее не известны и подлежат определению в процессе решения боевой задачи.
Способность тела выполнять какую-либо работу определяется кинетической энергией.
Физической величиной, определяющей степень изменения скоростей тел при взаимодействии, служит их масса. Для выведения из равновесия мы используем силу тяжести, которая пропорциональна массе тела. Не надо бороться с физическими законами, нужно следовать им.
Энергия (способность совершать работу) поднятого над поверхностью Земли и находящегося под действием силы тяжести тела называется потенциальной энергией. Поэтому тело потенциально готово к действиям. Это относится как к нападающему, так и к человеку, отражающему нападение. Кинетической называется энергия движущегося тела, эта энергия зависит от массы тела и его скорости.
Сумма потенциальной и кинетической энергий называется механической энергией. Один вид энергии постоянно преобразуется в другой. Так, при стрельбе из лука потенциальная энергия упруго деформированного лука превращается в кинетическую энергию стрелы (см. в гл. 4 разд. «Рамка-стойка»). Этот пример — точная метафора работы рукопашника (см. в гл. 4 разд. «Равновесие и натяжение тела»), подчиняющейся закону сохранения энергии в механике. Этот же закон работает и в других областях. Ничто не исчезает бесследно; «если в одном месте убыло, то в другом обязательно прибудет» — гласит народная мудрость.
Поступательным называется такое движение тела, при котором любая прямая, жестко связанная с ним, перемещается, оставаясь параллельной самой себе. Все точки тела, движущегося поступательно, в каждый момент времени имеют одинаковые скорости и ускорения, а их траектории полностью совмещаются параллельным переносом. Поступательно движущееся тело обладает тремя степенями свободы.
Вращательным называется движение тела вокруг неподвижной оси. Все точки тела при вращении описывают окружность.
Тело, вращающееся вокруг неподвижной оси, обладает одной степенью вращения: его положение полностью определяется углом поворота из некоторого начального положения.
Угловая скорость — вектор, численно равный первой производной от утла поворота по времени, совпадающий с направлением поступательного движения тела (правило буравчика).
Линейная скорость вращающегося тела — произведение радиуса-вектора на угловую скорость.
Для того чтобы произвести какую-либо работу и при этом затратить минимум собственных сил, используются рычаги. Основными элементами рычага являются точка опоры и плечи сил (расстояние по перпендикуляру между точкой вращения и плечом оси). В зависимости от взаимного расположения точки опоры, точки приложения силы, совершающей работу, и противодействующей силы в механике рассматриваются разные типы рычагов (см. рис. 6.3).
Для преодоления противодействующей силы необходимо увеличить либо силу, совершающую работу, либо длину ее плеча.
В рукопашном бою силой, совершающей работу, является обращенное к противнику усилие, а противодействующей силой — усилие самого противника. Поскольку всегда есть вероятность вступить в бой с более сильным противником, следует овладеть основным способом работы с помощью рычагов (перемещением точки опоры).
В качестве точки опоры можно использовать свою вторую руку, плечо, бедро, голень, подходящий предмет (столб, угол здания, кромка траншеи, дерево и т. п.), а также «узел» сил, образующийся в теле противника.
Для приложения усилия к противнику используют, в первую очередь, свои руки и ноги. Усилия можно передавать также бедром, плечом, движением таза, головой.
В обычном состоянии на все объекты — одушевленные и неодушевленные — действует сила земного притяжения. Однако человек, прыгающий в высоту, устремляет свои внутренние силы вверх. Балерина или акробат, поступающие в момент «поддержки» таким образом, существенно облегчают задачу партнеру. Подобные номера с человеком, находящемся в бессознательном состоянии, просто немыслимы.
У человека вес тела обычно расконцентрирован, распределен равномерно. ЦТ естественным образом определяет равновесие тела в пространстве — человека легко столкнуть с места. Если субъект концентрируется на ЦТ, его труднее сбить с ног или иным способом вывести из равновесия.
Таким образом, концентрируясь на отдельных частях организма, можно придавать им тяжесть или легкость. Очень важно научиться это использовать.
Упражнения на организацию и смещение «узла» сил
Создание «узла» сил в теле человека:
• создать ощущение давление пальцами своей руки на грудь напарника (рис. 6.6,а) (создание плотности — опоры). В боевых условиях это можно производить обычным ударом. В момент удара тело стремится к равновесию (начинает противостоять смещению);
• убрать руку (снять давление), организовать «пустоту»;
• сместить руку, сделать движение (переместить организованный вектор сил) в определенном направлении: к себе (рис. 6.6,а, б); влево (вправо); вниз под углом 45°, к коленному сгибу (рис. 6.6,в, г).
Тело человека импульсивно начнет движение по направленному вектору силы.
Рис. 6.6. «Узел» сил:
