Forza di impatto
Salve a tutti, premesso che sono totalmente ignorante in materia avrei bisogno di aiuto per chiarirmi un concetto.
Per calcolare la forza di impatto di un corpo che ne colpisce un altro è corretto utilizzare la formula
"massa per velocità al quadrato fratto tempo"?
So che non è la formula fisica esatta ma ho bisogno di un modo per spiegare la cosa a persone totalmente ignoranti in materia ( io per prima)
Potete aiutarmi a capire se sbaglio o se posso espremermi meglio pur rimanendo nel "semplice"?
Grazie in anticipo a chi vorrà rispondermi
Per calcolare la forza di impatto di un corpo che ne colpisce un altro è corretto utilizzare la formula
"massa per velocità al quadrato fratto tempo"?
So che non è la formula fisica esatta ma ho bisogno di un modo per spiegare la cosa a persone totalmente ignoranti in materia ( io per prima)
Potete aiutarmi a capire se sbaglio o se posso espremermi meglio pur rimanendo nel "semplice"?
Grazie in anticipo a chi vorrà rispondermi
Risposte
Mi spiego meglio, sono un'insegnante di arti marziali e utilizzo questa spiegazione per far comprendere il modo in cui il pugno deve impattare sul bersaglio senza disperdere energia in "spinta", vorrei però essere certa di non dire qualcosa di tecnicamente sbagliato pur esprimendomi in modo semplice, anche perchè non ho gli strumenti "culturali" per esprimermi in modo troppo elaborato in fisica.
Anche io sono un appassionato, e praticante quando riesco, di arti marziali. Credo tu voglia sottolineare che quando si colpisce è inutile "spingere", come tendono a fare molti alle prese con un sacco per la prima volta.
Vediamo allora come questo si traduce in fisica.
Il termine forza di impatto non è corretto fisicamente, più correttamente dovresti parlare di impulso, l'impulso infatti è l'azione dovuta ad una forza applicata per un certo tempo ad un corpo. L'impulso trasmesso è pari alla massa di ciò che colpisce moltiplicato per la velocità, quindi solo queste due variabili entrano in gioco da parte di chi colpisce.
Quando colpisco l'oggetto trasmetto al corpo quell'impulso, ma questa trasmissione può avvenire in un tempo più o meno lungo. Più il tempo è breve nel trasmetter l'impulso, più la forza che il mio pugno (per esempio) applica al, diciamo sacco, sarà localmente intensa, a parità di impulso (cioè di velocità e massa impattante). Va sottolineato però che il tempo di impatto non è qualcosa che dipende da me che do il pugno e che posso controllare, ma dipende dalla natura di ciò che va ad impattare e di ciò che impatto.
Quindi in ogni caso pensare di impattare e poi spingere è non solo inutile, per quanto detto, ma anche dannoso: infatti per far sì che l'impatto faccia più danno possibile, non devo andare a alterare la dinamica naturale dell'impatto, cosa che farei se pensassi di spingere dopo l'impatto stesso. E' molto meglio pensare di colpire in modo, per così dire, "secco" ritirando subito il pugno (cosa utile anche per altri motivi nelle arti marziali), questa dinamica infatti va a contrastare molto meno la natura dell'impatto.
Un'altra cosa interessante da dire sempre in questa ottica è che lo spingere non "fa male" di per se, proprio perchè la forza è applicata per un tempo più lungo di un urto, quindi chi o cosa subisce la spinta (diciamo il sacco sempre) tenderà ad assorbire l'energia cinetica di ciò che spinge muovendosi e non deformandosi ed è solo la deformazione che causa il danno.
Spero di essermi spiegato.
Vediamo allora come questo si traduce in fisica.
Il termine forza di impatto non è corretto fisicamente, più correttamente dovresti parlare di impulso, l'impulso infatti è l'azione dovuta ad una forza applicata per un certo tempo ad un corpo. L'impulso trasmesso è pari alla massa di ciò che colpisce moltiplicato per la velocità, quindi solo queste due variabili entrano in gioco da parte di chi colpisce.
Quando colpisco l'oggetto trasmetto al corpo quell'impulso, ma questa trasmissione può avvenire in un tempo più o meno lungo. Più il tempo è breve nel trasmetter l'impulso, più la forza che il mio pugno (per esempio) applica al, diciamo sacco, sarà localmente intensa, a parità di impulso (cioè di velocità e massa impattante). Va sottolineato però che il tempo di impatto non è qualcosa che dipende da me che do il pugno e che posso controllare, ma dipende dalla natura di ciò che va ad impattare e di ciò che impatto.
Quindi in ogni caso pensare di impattare e poi spingere è non solo inutile, per quanto detto, ma anche dannoso: infatti per far sì che l'impatto faccia più danno possibile, non devo andare a alterare la dinamica naturale dell'impatto, cosa che farei se pensassi di spingere dopo l'impatto stesso. E' molto meglio pensare di colpire in modo, per così dire, "secco" ritirando subito il pugno (cosa utile anche per altri motivi nelle arti marziali), questa dinamica infatti va a contrastare molto meno la natura dell'impatto.
Un'altra cosa interessante da dire sempre in questa ottica è che lo spingere non "fa male" di per se, proprio perchè la forza è applicata per un tempo più lungo di un urto, quindi chi o cosa subisce la spinta (diciamo il sacco sempre) tenderà ad assorbire l'energia cinetica di ciò che spinge muovendosi e non deformandosi ed è solo la deformazione che causa il danno.
Spero di essermi spiegato.
Grazie mille, hai compreso esattamente la mia domanda, quindi tornando alla mia pseudo formula è solo il quadrato della velocità ad essere scorretto se ho ben capito?
Scusami ma sono una maniaca della spiegazione scientifica
Scusami ma sono una maniaca della spiegazione scientifica
"Faussone":
Va sottolineato però che il tempo di impatto non è qualcosa che dipende da me che do il pugno e che posso controllare, ma dipende dalla natura di ciò che va ad impattare e di ciò che impatto.
questa parte non l'ho proprio capita
Faussone vuol dire che il tempo di impatto (e di conseguenza il "danno" fatto) dipendono dal "materiale" colpito: per esempio è molto diverso dare un pugno ad una lastra di marmo che dare lo stesso pugno (stessa forza, stessa velocità, ecc.) ad un blocco di plastilina ...
ok grazie, adesso è chiaro, ma parlando di un arto umano contro una parte di un qualunque essere umano questa cosa è essenziale o trascurabile?
Cioè, ovviamente ci sono bersagli migliori e peggiori in questo senso anche sul corpo umano, ma per semplificare?
Cioè, ovviamente ci sono bersagli migliori e peggiori in questo senso anche sul corpo umano, ma per semplificare?
"clairative":
Grazie mille, hai compreso esattamente la mia domanda, quindi tornando alla mia pseudo formula è solo il quadrato della velocità ad essere scorretto se ho ben capito?
Quello che volevo sottolineare è che non devi pensar in termini di forza di impatto (che non ha senso in fisica), ma in termini:
1) di impulso (massa per velocità), se vuoi capire come funziona il meccanismo dell'impatto;
2) in termini di energia (questa sì proporzionale alla massa per il quadrato della velocità) per capire il danno che si può produrre in seguito ad un impatto.
Inoltre molto importante è il discorso del tempo di impatto, come dicevo prima: più è breve, più l'impatto è appunto un urto, più, in generale, è grande il danno che si può produrre (vedi di seguito per maggiori chiarimenti).
Visto che dici che ti piacciono le formule vado con quelle.
In un impatto tra un corpo fermo e uno in moto hai che il prodotto di massa per velocità, prima dell'impatto, del corpo che impatta, è pari, subito dopo l'impatto, al prodotto tra massa e velocità del corpo impattante, più il prodotto di massa per velocità del corpo impattato (tenendo conto dei segni del verso della velocità).
Questo vale sempre, indipendentemente dalla natura dell'impatto: sia che sia brevissimo, cioè un urto, sia che avvenga in un tempo più lungo, quindi vale sia per un pugno che colpisce un blocco di cemento che per un proiettile che entra in un sacco di sabbia.
Il danno poi è in pratica proporzionale alla differenza di energia cinetica (che è la metà della massa per il quadrato della velocità) tra il corpo che impatta, prima dell'impatto stesso, e la somma delle energie cinetiche del corpo impattante e dl corpo impattato dopo l'impatto. Quindi più energia cinetica è dissipata nell'impatto più alto è il danno.
"clairative":
ok grazie, adesso è chiaro, ma parlando di un arto umano contro una parte di un qualunque essere umano questa cosa è essenziale o trascurabile?
Cioè, ovviamente ci sono bersagli migliori e peggiori in questo senso anche sul corpo umano, ma per semplificare?
Intendi il tempo di impatto? Certo è sempre importante. Ovviamente più è non cedevole quello che colpisci, più il tempo di impatto è breve, più il danno è, in genere, grande (ovviamente sia di quello che colpisci che di quello che è colpito). Questo perché l'impulso è una quantità invariante, quindi più è piccolo il tempo di impatto più è grande la forza che i due oggetti che impattano si scambiano durante l'interazione, più tale forza locale è molto intensa e può produrre deformazioni e quindi danni; se invece la forza si distribuisse su un tempo più lungo in pratica succede che l'energia cinetica di quello che urta si tramuta, dopo l'urto, nella maggior parte, in energia cinetica dell'oggetto urtante e dell'oggetto urtato, senza quindi grossi danni (ammesso che poi l'urtato non vada a spiaccicarsi da qualche parte ovviamente, in tal caso per lo "spiaccicamento" si ripetono le stesse considerazioni ovviamente).
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