Eres superfuerte pero sigues pesando lo mismo. ¿Qué pasa cuando golpeas cosas?

En las películas, y especialmente en el anime japonés, puedes ver personajes atravesando paredes, rompiendo columnas con patadas, etc. Se observa un efecto similar en los juegos de computadora, que es algo que me interesa en este momento.

Me parece que muchos de estos efectos destructivos requieren más energía de la que se necesita para lanzarte a volar. En otras palabras, si no tiene nada contra lo que apoyarse, tal vez simplemente se aleje del objeto objetivo muy rápido, sin dañarlo mucho.

Y la pregunta es bastante simple:

  • Dado que eres lo suficientemente fuerte (y tus tejidos son lo suficientemente duros, mágicamente) para romper una columna de mármol o perforar el techo de un automóvil, ¿puedes hacerlo con un peso normal (digamos, 80 kg)?

Si la respuesta es no, ¿qué sucede exactamente? ¿Te empujas metros en el aire? ¿Qué sucede después de que dos superpersonas bloquean sus espadas (mágicas, indestructibles) con esa fuerza en una típica pelea de espadas de anime? ¿Se separan a velocidades supersónicas?

Sería bueno tener algunas matemáticas básicas que conduzcan a los resultados. Los punteros son suficientes, ya que esta no es una pregunta de Physics.SE.


Esto tampoco es un duplicado de la pregunta mencionada en los comentarios, porque la otra pregunta pregunta sobre los efectos en el cuerpo humano objetivo , mientras que esta considera que todos los humanos involucrados son indestructibles.

Dependiendo del ángulo de tu golpe y la posición del cuerpo, obtendrás diferentes empujones. Nadie parece estar tomando esto en consideración...
No estoy seguro de si vas a apreciar la simplicidad de esto, pero suena comparable a preguntar qué pasaría si tiro una bala de calibre 50 a la pared en lugar de disparar una bala de calibre 50 a la pared con una pistola. Dado que no especifica un multiplicador para "superfuerte", solo voy a seguir adelante y decir que su golpe generará suficiente psi a través de su nudillo para penetrar su objetivo y, con suerte, los músculos de su hombro pueden manejar el retroceso o de lo contrario su simplemente van a estar dislocando su hombro cada vez.
@JohnEye No está duplicado, la otra pregunta se refiere a los efectos en el cuerpo humano.
@TomášZato Vaya, lo siento, solo quería vincularlo como potencialmente interesante. Suficiente de flagelación por hoy, supongo :-)
Más diversión: ¿qué sucede cuando pierdes tu objetivo? ¿La fuerza desgarrará tu brazo?
@Ferrybig Asumí superhumanos indestructibles, así que no.

Respuestas (10)

La fuerza de un golpe realmente se reduce a dos cosas:

  • peso detrás del golpe,
  • y la velocidad del golpe

A medida que postula que el peso es idéntico, debe aumentar su velocidad para lograr supergolpes. El problema al que esto conducirá es la aceleración y el impulso:

Digamos que tú, un superhumano de 80 kg, quieres hacer volar una columna de 80 kg por la habitación:

  1. Esto significa que su puño/puñetazo debe ser lo suficientemente rápido, es decir, tener una energía cinética lo suficientemente alta.
  2. Esta energía cinética se acumulará mientras aceleras tu puñetazo y, mientras lo haces, ejercerá una fuerza sobre tu cuerpo que es idéntica a la fuerza que finalmente aplicas a la columna de 80 kg golpeada.
  3. Si bien parte de esta fuerza se contrarresta con la tracción de los pies sobre el suelo, no es razonable esperar que lo haga en su totalidad. Después de todo, la columna también tendrá una fuerte tracción, que debe superar para enviarla por los aires.
  4. Lo que significa que su golpe acelerará su cuerpo hacia atrás aprox. lo mismo que la columna es impulsada hacia adelante.

--> Terminarás con resultados bastante tontos: tus súper humanos de peso normal en su mayoría simplemente se enviarán volando aquí y allá mientras intentan dar puñetazos o patadas súper rápidos.

Es posible que puedas lograrlo si saltas de una pared hacia la columna/enemigo a altas velocidades, aunque podrías dañar la pared en el proceso.
¡Nunca subestimes los tacos de alta calidad!
También podrías cambiar la forma en que golpeas las cosas. Supongamos que necesita perforar una pared. Si te paras junto a una pared y puedes hacer que tu puño la atraviese, serás enviado hacia atrás. Pero si tu puño está del otro lado de la pared, ahora puede tirar de ti hacia adelante de nuevo para que termines sin moverte. Parte de la pared puede ser expulsada en varias direcciones.
"... ejerce una fuerza sobre tu cuerpo que es idéntica a la fuerza..." Ummm, no. Fuerza = masa × aceleración. La aceleración de la acumulación es mucho menor que la aceleración de la desaceleración (es decir, cuando golpeas). Por la sencilla razón de que es el mismo cambio de velocidad de magnitud en un período de tiempo mucho más corto. La cantidad de movimiento (= fuerza × tiempo) se conserva, pero para comenzar a resbalar debe superar la fricción estática (fuerza).
Además, si lo golpea lo suficientemente fuerte, solo necesita acelerar una parte de la columna del tamaño de un pie, que es mucho más fácil que acelerar toda la columna.
Esta respuesta usa "energía cinética" donde debería usar "impulso". Si desea enviar un objeto a volar, debe transferirle impulso. Si simplemente le transfiere energía cinética (por ejemplo, aplaudiéndolo entre sus manos tan fuerte como pueda), se calentará y hará mucho sonido, pero no irá a ninguna parte (y usted tampoco).
@MiloBrandt Siento que podrías aplastar algo fácilmente aplaudiéndolo lo suficientemente fuerte.
No creo que esta respuesta sea correcta. Bueno, tal vez sea para algo que se mantenga sólido, pero la pregunta es sobre romper cosas. Vea la respuesta de Phil Frost.
Imagina que estás "golpeando" a través de la pared disparando un cañón de mano a quemarropa. La bala de cañón golpea la pared con una fuerza enorme (y le hace un agujero), pero una fuerza de retroceso igual te empuja hacia atrás. Lo que necesita es una forma de impactar en un área pequeña, para maximizar el poder de impacto con la misma fuerza; esto generalmente se hace haciendo que la cara de golpe sea larga y delgada (hacha, cuchillo, espada), o haciéndola pequeña en ambas dimensiones (aguja, lanza). Con suficiente fuerza, uno probablemente pueda hacerlo con el costado de la palma de la mano (golpe de judo); sin embargo, es probable que un puño siga siendo demasiado grande.
Me gusta mucho esta respuesta. Creo que la forma de "arreglar" esto (en caso de que la respuesta deseada sea una persona normal capaz de golpear cosas con más poder del esperado) es algún tipo de ataque telequinético solo táctil... pero ese es un barril de monos completamente diferente.
Creo que a esto le falta algo. Tome la caja de cambios de un automóvil. La marcha más alta con 1500 rpm puede alcanzar y mantener altas velocidades, pero es terriblemente lento ponerse al día o subir colinas, por ejemplo. La caja de cambios más baja (o marcha atrás) lo pondrá en marcha fácilmente o lo empujará cuesta arriba, y ambas cajas de cambios usan el mismo motor y potencia. En este caso, la habilidad y cómo aplicas la fuerza es más importante. Los profesionales ya se enfocan mucho en poner su peso detrás del golpe, y la clave para esta respuesta también debería tener eso.

Matemáticas

Veamos qué dicen las matemáticas. Primero, comprendamos la mecánica de un supergolpe. La súper persona comienza con el brazo extendido hacia atrás y usa su súper fuerza para mover el puño hacia adelante (ver diagrama)

súper persona

A continuación haremos algunas suposiciones;

  1. el brazo completo de una persona representa en promedio el 5,3% de su peso corporal.
  2. por lo que veo en la televisión, la mayoría de las personas súper parecen ser estadounidenses. El norteamericano promedio pesa 80 kg .
  3. el brazo es acelerado por la fuerza máxima posible para toda la distancia del golpe (flecha azul) que es igual a la envergadura de una persona
  4. una buena envergadura de brazos para una súper persona que era buena golpeando podría ser de 2,1 m .
  5. la súper persona ejerce la máxima fuerza en su puño mientras permanece en su lugar (no retroceden y se lanzan volando)

Hemos simplificado para poner todo el peso del brazo en el puño, pero esto hará que el golpe sea más fuerte y se ajuste a una súper persona.

La fuerza máxima ejercida sobre el puño está determinada por la fuerza de fricción sobre los zapatos de la súper persona. Un buen zapato dará un coeficiente de fricción de alrededor de 0,6 . Eso significa que la fuerza máxima es;

F metro a X = coeficiente de fricción × masa de super persona × gravedad

La aceleración del puño viene dada por la segunda ley de Newton;

F = metro a

entonces la aceleración es;

a = coeficiente de fricción × masa de super persona × gravedad 0.053 × masa de super persona

A continuación, descubrimos qué tan rápido se mueve el puño cuando golpea. Para esto necesitamos las ecuaciones de movimiento, específicamente la ecuación de velocidad/desplazamiento;

v = 2 × a × distancia

que nos da;

v = 2 × lapso del brazo × coeficiente de fricción × masa de super persona × gravedad 0.053 × masa de super persona

que es alrededor de 21 m/s o 47 mph. Después de hacer el cálculo, hice una búsqueda rápida en Google de "golpe más rápido" y me encontré con Keith Liddell . Él es el actual poseedor del récord mundial del golpe más rápido, registrado a 45 mph.

Tenías todo para ser la mejor respuesta: todo científico y tal. ¡Pero no respondes lo que se pregunta! :( además, creas una suposición (la persona no retrocederá) que va en contra de la pregunta exacta, que era "¿qué pasará, retrocederán?" Estaba tan ansioso por votar esto... :/
Dibujo limpio. :-) Arreglé tu publicación con el formato adecuado de las fórmulas.
Hay muchas buenas respuestas aquí. Una suposición que surge es que solo se debe tener en cuenta el peso del brazo. Un puñetazo completamente extendido correctamente formado se impulsa principalmente desde las piernas. La postura del cuerpo es tal que la pata trasera recibe gran parte de la fuerza del retroceso. Si un golpe de este tipo se lanza por completo, el impulso del golpeador puede llevarlos hacia adelante un par de pasos cuando no alcanzan su objetivo. Esto significa que en lugar de tener en cuenta el 5,7 % de la masa corporal, entra en juego un porcentaje mucho mayor (suposición en miniatura del 30 % basada en la trigonometría visceral).
También cambia la forma en que el coeficiente de fricción afecta el movimiento general, porque en cierto punto sería como dar un buen puñetazo mientras se está parado sobre hielo húmedo. Se puede hacer, pero requiere práctica.
Estoy de acuerdo con @msb, las matemáticas son útiles pero la primera suposición ya las rompe.
¿Qué pasa si salto y luego te doy un puñetazo mientras estoy en el aire? El coeficiente de fricción entre mis zapatos y el aire es esencialmente cero, pero ese golpe seguirá doliendo, ¿verdad? Hay más en los puñetazos que la rapidez con la que se mueve un puño.
Necesitas agregar algo de información. Por ejemplo, no golpeas con el brazo extendido al máximo, te aseguras de que el objetivo esté a poco más de medio brazo de distancia, ahí es donde tus músculos son más fuertes en el impacto y puedes seguir ejerciendo fuerza adicional ya que tu objetivo está detrás del objetivo. , en lugar de en el objetivo. Luego está la forma de golpear: no te quedas ahí parado, das un paso adelante para agregar velocidad y balanceas todo tu cuerpo con el golpe, por lo que la velocidad del cuerpo después de un paso rápido debe agregarse a la ecuación que contrarresta la fuerza que te empuja. balance.

Me parece que muchos de estos efectos destructivos requieren más energía de la que se necesita para lanzarte a volar.

En esto radica tu confusión, creo. El retroceso que experimenta al golpear una cosa no está en proporción lineal con la energía del golpe: es proporcional al cambio de impulso efectuado en la cosa que está siendo golpeada.

Aquí hay un experimento simple para ilustrar: obtenga una hoja de papel. Ponle una bala. Levanta el papel. Con la fuerza de la gravedad, esa bala no atravesará el papel. Necesitaría algo contra lo que apoyarse, ¿verdad?

Ahora dispara al papel con la bala. Obviamente, un impacto de mucha más energía. ¿La bala sale volando? Difícilmente.

Puedes intuir un poco cómo funciona la física para héroes con una fuerza absurda (y también puños indestructibles) a partir de la aproximación de Newton de la profundidad del impacto .

La razón por la que la gente normal no puede golpear una pared de ladrillos a la profundidad sugerida por la aproximación de Newton es que no pueden acelerar sus puños lo suficiente como para hacer que la cohesión de la pared de ladrillos sea insignificante. Eso, y la cohesión de su puño es significativamente menor que una pared de ladrillos, pero supongo que eso no es un problema para tu carácter súper fuerte.

Cuando eliminas con la mano todos esos problemas (fuerza ilimitada, huesos hechos de adamantium, lo que sea) pero no la masa, lo que te queda es solo la conservación del impulso como un problema. Real simplemente, el impulso es la masa de una cosa, multiplicada por su velocidad. Si el personaje súper fuerte se va a ir volando, eso significa que necesitará transferir más que su impulso a otra cosa (tendrá que detener su impulso hacia adelante y luego recuperar aún más impulso hacia atrás).

Pero si golpeas algo con un puño a una velocidad lo suficientemente alta, no necesitas transferir impulso a todo, sino a un disco del tamaño de un puño que será arrancado por la tremenda energía cinética del puño. (recuerde que la velocidad al cuadrado). Dado que los discos del tamaño de un puño de la mayoría de las cosas son mucho menos masivos que incluso los humanos de peso normal, esto no presenta un gran problema.

Una buena ilustración de esto: los humanos pueden romper paredes con un mazo, pero ni ellos ni el martillo retroceden a una velocidad extrema.
@ dan1111 en realidad el mazo retrocede a alta velocidad (aceleración; un poco más bajo que el que golpea la pared), pero usa los músculos y, opcionalmente, la gravedad para contrarrestarlo. Y cuando atraviesas la pared, simplemente no pierdes todo tu impulso, lo que significa que el retroceso fue demasiado débil para detenerte.
@MatthewRock No creo que así sea como funciona. Los humanos también pueden romper paredes lanzando mazos. No se requieren músculos ni gravedad en el momento del impacto.
@PhilFrost pero, de nuevo, el mazo retrocedería un poco o atravesaría la pared.
@dan1111: Pero no puedes hacer que un objeto con peso humano vuele por la habitación usando un mazo (como lo vemos constantemente en el anime). Así como no enviarás a nadie volando hacia atrás al estilo de una película mientras les disparas con un arma.
@fgysin seguro que puedes, con un mazo moviéndose lo suficientemente rápido. Y seguro que puedes, con una bala. Un rifle normal puede disparar una bala de 5 g a 1000 m/s, con un impulso de 5 kg m/s. Divida eso por un humano promedio de 80 kg y obtendrá aproximadamente 0,06 m/s, si la bala se detuviera y transfiriera todo su impulso al objetivo. Más rápido, con mayor masa o velocidad de bala. El problema es que las balas generalmente impactan con la fuerza suficiente para desgarrar la carne y los huesos, por lo que es solo un trozo de carne del tamaño de una bala el que se acelera hacia atrás. Considere las rondas de bolsas de frijoles y las personas que usan chalecos.
@PhilFrost: puede hacer los cálculos usted mismo y descubrir por qué no funcionará. En cuanto a las viñetas, consulte, por ejemplo, Mythbusters mythresults.com/episode38
@fgysin Creo que acabo de hacer los cálculos. En cuanto a Mythbusters, el tirador es golpeado hacia atrás. ¿Alguna vez has visto a alguien disparar un rifle que no estaba preparado para el retroceso? Se ve así: military.com/video/guns/recoil/extreme-recoil-fail/660778756001 ¿Parece que la persona en ese video es golpeada hacia atrás a aproximadamente 0,06 m/s? Yo diría que se ve bien.
@PhilFrost: Por supuesto , se transferirá algún impulso y, por lo tanto, cambiará la velocidad. Pero difícilmente llamaría a 0,06 m/s "volar por la habitación", que es la redacción que usé en mi comentario anterior.
@Phil Frost: estoy de acuerdo con tu respuesta, pero no trataste de golpear a otro súper ser. He intentado una respuesta sobre eso. Agradecería tu opinión.

No hay cosas aéreas divertidas.

Necesitarás suelas de alta tracción en tus zapatos y un uso muy cuidadoso del peso y el equilibrio.

Pararse en el techo de un automóvil tratando de atravesarlo: le hará una buena abolladura, equivalente a que alguien caiga desde el doble de la altura a la que se dispara.

Dentro de un automóvil golpeando: este podría funcionar siempre que no golpee un punto reforzado, pero también doblará el chasis debajo.

Bloqueo de espadas: esto se tratará de un equilibrio de poder. Ha definido las espadas como irrompibles, supongo que los luchadores también lo son. Hay dos opciones: 1) Se encuentran y rebotan como dos bolas de billar. 2) Se encuentran y se detienen con el ruido más increíble. La energía debe dispersarse; en cualquier caso, se conserva el impulso, por lo que la energía se devuelve a los combatientes o se dispersa de otra forma.

Romper pilares En teoría sí, solo es cuestión de golpear el pilar con más energía en el movimiento de la necesaria para romper la piedra. En circunstancias normales, la persona se rompería en lugar del pilar.

Imagine una catepulta lo suficientemente fuerte como para lanzar un objeto de 200 lb con la suficiente fuerza contra una pared o columna para romperla de la manera indicada.

Si montaras en la catepulta, también lo haría. Si, con tu propia fuerza, golpeas el objetivo con esta misma energía desde una postura de pie, también volarías hacia atrás en la misma cantidad: imagina el impacto catapolado, pero a la inversa.

Superpersona puede acelerar su puño (que está conectado a su brazo) a cualquier velocidad arbitraria, hasta que el brazo esté completamente extendido. Se ha dicho que se supone que la masa del brazo es el 5,3% de la masa corporal total. Si el puño se acelera a una velocidad de v, entonces el brazo se acelera en promedio a v/2. El resto del cuerpo debe moverse hacia atrás a una velocidad x. Para conservar el impulso, v/2 * 0,053 = x * 0,947, o x = v / 35,7.

El puño golpea la pared y se detiene instantáneamente, transformando por completo su energía en la destrucción de la pared. Dependiendo del material, la pared puede desmoronarse o puede haber un agujero del tamaño de un puño en la pared. El cuerpo de la superpersona se moverá (posiblemente volando) hacia atrás a una velocidad v/35.7.

Superperson no puede enviar una estatua de 80 kg volando más rápido de lo que él mismo está volando hacia atrás, pero definitivamente puede destruirla con un solo golpe.

Un puñetazo bien formado es un movimiento de todo el cuerpo, impulsado por las piernas. El secreto para desarrollar la máxima fuerza es que la pata trasera y el brazo de golpe alcanzan la máxima extensión en el mismo instante. La tracción se vuelve crítica, y puedo ver un golpe como este sintiéndote como si estuvieras parado sobre hielo húmedo.
Si la fuerza en su puño es más de la necesaria para romper la pared, el puño se ralentizará; pero no se detendrá al instante.

Puede que no salgas volando como crees...

Como globos pegajosos de agua, no somos tan hinchables, digamos que tus tejidos son indestructibles (Mágicos), pero la capacidad de tu cuerpo para deformarse está intacta, absorberás la mayor parte de la energía que aplicas a, digamos, una pared, como un bala de plomo, es muy raro que una bala de plomo rebote debido a su maleabilidad.

Entonces, digamos que te dejan caer desde un helicóptero en la parte superior de un edificio con el puño apuntando hacia abajo para refrescarte, y cuando golpeas el edificio, primero sentirás la fuerza del objeto que golpeas empujándote hacia arriba, pero debido a tu (velocidad +masa)=energía el concreto se va a romper, y al romperse estará absorbiendo la energía que le aplicaste, si no se rompe vas a rebotar, pero no mucho, por la capacidad que tiene tu cuerpo de deformarse, por lo tanto, absorbiendo la mayor parte del impacto, el resto de la energía te hará rebotar un poco.

Asegúrate de ir a una velocidad rápida antes de intentar golpear algo, y practica antes de hacerlo para que tengas una idea de qué tan rápido debes ser para romper ciertos objetos, si quieres romper una pared sin correr. en eso, podrías romperlo con un martillo o con el puño, aunque llevará un tiempo

El puñetazo a la pared ha sido respondido a la perfección por Phil Frost.

Sin embargo, si vas a golpear a otra súper persona, no podrás sacar una pieza del tamaño de un puño como lo hiciste con la pared. La superpersona es demasiado irrompible. Un golpe directo los enviará a ambos volando hacia atrás.

La táctica con tu súper enemigo es usar un gancho hacia la mandíbula o el esternón, o una patada hacia arriba en la ingle. Esto significa que cualquier reacción se transmitirá al suelo. El daño que esto le haga al suelo depende únicamente de la fuerza del sustrato, la masa del malo y el impulso proporcionado por tu puño. Si los golpeas lo suficientemente fuerte, se pondrán en órbita y te hundirás varios pies en el suelo. Eres súper así que desenterrarte será fácil.

Saldrás volando hacia atrás, a menos que empujes contra el suelo lo suficientemente fuerte, o empujes contra el suelo con una fuerza equivalente en dirección opuesta al golpe.

En realidad, es posible enviar cosas por los aires, siempre que tenga suficiente fuerza detrás de su golpe. Y no, no sales volando hacia atrás después del puñetazo. La onda de choque es absorbida por su brazo.

Quizás te interese saber esto sobre el infame One Inch Punch de Bruce Lee:

En el programa de televisión Superhumans de Stan Lee, el monje Shaolin Shi Yan Ming demostró su puñetazo de una pulgada en un muñeco de prueba de choque. Las pruebas mostraron que era 1,7 veces más dañino que un accidente automovilístico a 30 mph (48,3 kmh) con características de seguridad modernas. ~ Golpe de una pulgada - Wikipedia

Y no, ese monje no salió volando hacia atrás o lo que sea después de golpear a su objetivo. El objetivo sin duda saldría volando por la habitación, teniendo en cuenta que el impacto fue más de 1,5 veces mayor que ser atropellado por un automóvil que viaja a 50 km/h.

Además, intente ver este video de demostración real de Bruce Lee. ¡Verá que el objetivo es empujado hacia atrás varios pies e incluso entonces la silla retrocede al suelo aproximadamente un pie!

https://www.youtube.com/watch?v=P_LCs1eTZ9I

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