Настоящая работа с физикой начинается с изучения уравнений математической физики (урматов). Уравнение колебаний, бегущая волна. Все вот это. Если размер системы очень большой или время исследования распространения волн мало в сравнении со скоростью звука, то изучается волна бегущая. Если время велико или размеры системы малы, то колебание успевает отразиться от концов системы, и в системе устанавливаются стоячие волны. У них есть область пучности, где материал колеблется больше всего. А есть узлы колебаний, где материал не двигается.
Поперечные колебания — свойство только сильно связанной системы, обычно их представляют именно кристаллы. Если атом выбивается из своего положения равновесия, соседние атомы тянут его назад. Однако атом приобретает ненулевую скорость и пролетает положение равновесия, начиная колебаться около него и заставляя колебаться другие атомы.
Фактически неплохо описывает поведение кристаллов сетка из грузиков, связанных между собой пружинами. Ткнешь в один грузик - и вся система заколеблется.
Но эти теоретические расчеты обычно остаются там, где их оставили – в бережно переданной последующим поколениям тетрадке с решениями задач. Однако знания о поперечных колебаниях можно совершенно удивительным образом найти там, где ты меньше всего ожидал увидеть лик теоретической физики.
Существует такая соревновательная дисциплина, как ИСБ (исторический средневековый бой), которой я не так давно начал заниматься. В самом начале, когда я совсем ничего не понимал, что зачем, я просто повторял за окружающими. Было для меня непонятным правило, что удары засчитываются, только если они нанесены верхней частью меча. В принципе, понятно, что удары частью около рукоятки не несут большой силы из-за короткого рычага.
В чем суть ударов? Нанести наибольший ущерб противнику (в реальной битве). Чтобы сила удара была как можно больше, нам нужны большие рычаг и вес оружия. С другой стороны, таким оружием сложно управлять. Ведь надо не только бить по двигающейся(!) цели, но еще и защищаться от ее ударов. Поэтому история оружия является поиском баланса между удобством использования и ударными свойствами.
Так вот, если похлопать меч, можно увидеть, что середина и кончик совершают колебания, а где-то в верхней трети меча существует область, почти не совершающая колебаний. Это и есть ударная часть. Если совершать режущий удар нижней половиной меча, рычаг будет слишком мал, поэтому сила удара будет мала. Если совершать этот же удар кончиком, то часть энергии будет уходить на колебания кончика. А вот ударная часть будет передавать максимум энергии в тело (и доспехи) противника.
А что касается ИСБ, то тут правила закрепили необходимость имитации серьезных ударов. Но при этом жестко регламентируется крепкая защита этих самых мест и запрет ударов в зоны без защиты.
Как говорят некоторые реконструкторы, мастер ИСБ не смог бы успешно участвовать в настоящих битвах, потому что у него натасканность не на нанесение смертельных ударов, а на работу по определенным зонам.
P.S. На видео я стараюсь показать, как конец меча и его середина колеблется, а область рядом с клейкой лентой остается почти неподвижна.
Автор: Тим Максимов.