فيزياء الكاراتيه: كيفية كسر اللوح بالأيدي العارية

تمتلك اليد البشرية قدرة مذهلة على تحطيم ألواح الخشب والكتل الخرسانية دون أن تتضرر العظام، وهي ظاهرة أثارت فضول ثلاثة من علماء الفيزياء في أواخر السبعينيات. تشكل الفريق من مايكل فيلد، ورونالد ماكنير، وستيفن ويلك، الذين شاركوا جميعًا شغفًا برياضة الكاراتيه وقرروا استكشاف فيزياء هذه الضربات القوية.

نشر العلماء الثلاثة ورقة بحثية عام 1979، تناولت الكيفية التي يكسر بها شخص ألواحًا خشبية وكتلًا خرسانية بيده دون حماية. أوضحت الورقة أن "ضربة الكاراتيه المثالية" تُنفذ وفق قوانين نيوتن في الحركة. لقياس القوة اللازمة، وضع الفريق مكبسًا هيدروليكيًا على عينات من الخشب والخرسانة لمعرفة الإجهاد الذي يؤدي إلى الكسر. خشب اللوح ينكسر عند تسليط قوة قدرها 500 نيوتن بعد أن ينحني سنتيمترًا واحدًا، أما الخرسانة فتحتاج إلى قوة بين 2500 و3000 نيوتن لتنحرف ملليمترًا واحدًا قبل التفتت.

وأكد الباحثون أن اليد تولد قوة عالية في زمن لا يتجاوز 5 مللي ثانية، وتصل القوة إلى أكثر من 3000 نيوتن، أي ما يعادل صفعة بوزن 675 رطل. بين النموذج أن كسر الخشب يتطلب سرعة يد تبلغ 6.1 مترًا في الثانية، بينما تحتاج الخرسانة إلى 10.6 مترًا في الثانية. هذه السرعات تتناسب مع مستوى اللاعب؛ يكسر المبتدئ الخشب فقط، ويتطلب تحطيم الخرسانة تدريبًا مكثفًا.

استخدم فيلد وماكنير كاميرا عالية السرعة لتصوير الضربات بمعدل 120 إطارًا في الثانية، ما سمح بتحليل الحركة بدقة. أظهرت اللقطات أن القبضة تتشوه لحظة الاصطدام، مما يدل على مرونتها رغم أنها تبدو صلبة.

أما سبب بقاء عظام اليد سليمة، فيعود إلى أن العظم أقوى من الخرسانة في تحمل الإجهاد. العظم أقسى من الخرسانة بخمس مرات، ويتطلب كسره قوة تبلغ 25000 نيوتن. لكن السر لا يقتصر على القوة، بل يكمن في الأداء الدقيق والتركيز الذهني، ما يجعل الكاراتيه رياضة تجمع بين التمرين البدني والدقة العقلية العالية.