Ciało ludzkie może przyjąć niezwykłą ilość kary, biorąc pod uwagę kości wykonane z jednego z najsilniejszych materiałów występujących w naturze. Jednocześnie, nawet nieuzbrojona osoba może wyrządzić zadziwiającą ilość szkód przy odpowiednim treningu.
Jak wiele potrzeba, aby złamać kość? I jak wiele okrucieństwa może wyrządzić człowiek? W czasach, gdy „ekstremalne walki” stały się popularnym zjawiskiem, naukowcy testują skrajności, do jakich mogą posunąć się sportowcy na szczycie swojej gry, aby pomóc reszcie z nas.
„Zrozumienie mechanizmów urazów mózgu aż do poziomu komórkowego ostatecznie pomoże wszystkim, nie tylko sportowcom” – wyjaśnia inżynier biomedyczny Cindy Bir z Wayne State University w Detroit. „Jeśli ktoś doznał urazu mózgu w wyniku upadku lub wypadku samochodowego, to, czego nauczymy się od sportowców, również może okazać się pomocne.”
Kość jest niezwykle wytrzymała – uncja na uncję, kość jest mocniejsza niż stal, ponieważ sztabka stali o porównywalnej wielkości ważyłaby cztery lub pięć razy więcej. Centymetr sześcienny kości może zasadniczo wytrzymać obciążenie 19 000 funtów (8 626 kg) lub więcej. (8 626 kg) lub więcej – mniej więcej tyle, ile waży pięć standardowych pickupów – co czyni ją około cztery razy bardziej wytrzymałą niż beton.
Jednakże to, czy kość rzeczywiście wytrzyma takie obciążenia, zależy w dużej mierze od tego, jak szybko dostarczana jest siła.
„Kiedy przeprowadzasz resuscytację, możesz uciskać klatkę piersiową i nie złamać żadnego żebra, ale jeśli zastosujesz tę samą siłę szybko, a nie powoli, możesz skończyć ze złamaniami żeber” – wyjaśnia Bir.
Uwolniona siła
Jeśli chodzi o szybkie uwolnienie siły, Bir i jej koledzy badali bokserów i odkryli, że mogą oni wygenerować do 5,000 niutonów siły przy jednym uderzeniu, więcej niż ta wywierana przez pół tony na powierzchni Ziemi.
Jeśli chodzi o kopnięcia, „mogą one oczywiście wygenerować większą siłę, ponieważ stoi za nimi większa masa ciała”, powiedziała Bir. Po przyjrzeniu się kopnięciom z kilku różnych stylów walki, odkryli, że eksperci mogą wygenerować do 9,000 niutonów, co odpowiada mniej więcej tonie siły.
Szybki, ostry cios, który dostarcza około 3,300 niutonów siły ma 25 procent szans na złamanie żebra przeciętnej osoby, powiedziała. Potrzeba więcej siły, aby złamać kość udową, zauważyła Bir – być może około 4,000 niutonów – ponieważ ta długa kość udowa ma za zadanie wspierać ciało.
„To nie oznacza, że poniżej tych wartości nie będziesz miał złamania lub powyżej nich będziesz miał”, powiedziała Bir. Ilość szkód, jakie wyrządza cios, różni się również ze względu na czynniki takie jak ilość mięśni lub tłuszczu pokrywającego kość i kąt, pod jakim ląduje cios, jak również wiek i stan zdrowia osoby, które mogą wpłynąć na wytrzymałość kości.
Ale chociaż ma to sens, że masywny zawodnik może wyprowadzać potężniejsze ciosy niż lekki, „chodzi również o to, ile masy ciała możesz zwerbować”, powiedział Bir. „Widzimy, że niektórzy mali faceci uderzają z dużą siłą, ponieważ wiedzą, jak rekrutować swoją masę.”
Roll with the punch
Jeśli chodzi o znokautowanie kogoś ciosem, „chodzi mniej o siłę ciosu niż o to, aby głowa zaczęła się kręcić, poruszać w sposób rotacyjny”, powiedział Bir.
Siły ścinające od uderzenia, które odbija głowę do tyłu, stresują neurony, a mózg wyłącza się jako odpowiedź ochronna. Cios, który daje głowie wystarczająco dużo obrotów, aby przejść od 0 do 43 000 obrotów na minutę w ciągu zaledwie jednej sekundy, ma 25 procent szans na pozbawienie człowieka przytomności.
„To dlatego bokserzy budują mięśnie szyi – myślenie jest takie, że można zapobiec tego rodzaju ruchom”, wyjaśnił Bir. „Chodzi również o to, aby przewidzieć cios – te, które cię zaskoczą, mogą być bardziej problematyczne.”
Wybijanie wiatru z kogoś jest również mniej związane z siłą, „niż z uderzeniem, które ma miejsce w sam raz, aby się wydarzyło”, powiedział Bir. Kiedy to się dzieje, powietrze nie jest dosłownie wyciskane z płuc, ale zamiast tego jest to kwestia doprowadzenia do skurczu przepony – warstwy mięśni pod płucami.
„Cios może spowodować tymczasowe zablokowanie przepony – to coś w rodzaju skurczu, przez co ciężko jest wziąć oddech” – wyjaśnia Bir.
Wchodząc do walki
Może być trudno zbadać, jak wiele obrażeń dana osoba może naprawdę zadać lub znieść.
„Staramy się jak najlepiej badać sportowców w ich rodzimym środowisku, więc im więcej czasu na ringu, podczas walk lub pojedynków, tym lepiej – wtedy naprawdę walczą na maksimum swoich możliwości”, powiedziała Bir. „Nie jest łatwo zintegrować z tym środowiskiem sprzęt do ich pomiaru, ponieważ nie chcemy zakłócać ich normalnego funkcjonowania, np. czujniki, które mogłyby zmniejszyć efekt ochronny rękawic. Fajne jest to, że technologia idzie do przodu i staje się coraz mniejsza i bezprzewodowa, aby nie przeszkadzać w tym, co ludzie robią.”
Dane, które Bir i jej koledzy mogą uzyskać, mogą pomóc w ratowaniu życia.
„Żartujemy, że jeśli ktoś chce dostać w głowę, powinniśmy to zmierzyć,” wyjaśniła. „Jeśli wiemy, co powoduje uraz, możemy zrobić proste rzeczy, takie jak opracowanie lepszej odzieży ochronnej i zaprojektowanie kasków rowerowych, aby pomóc, powiedzmy, 7-latkom.”
- Walka, walka, walka: The History of Human Aggression
- Video: Slaps and Punches in Slow Motion
- The Science of Fighting
Ostatnie wiadomości