Bibliothek › 11. Physik im Karate › Impuls und Kraftstoß

Ein Güterzug mit Schrittgeschwindigkeit hält niemand auf. Eine Gewehrkugel auch nicht. Beide haben Wucht – in der Physik heißt sie Impuls: Masse mal Geschwindigkeit, p = m · v (Einheit kg·m/s). Ein Impuls kann nur durch eine Kraft geändert werden, die eine gewisse Zeit wirkt. Diese Größe heißt Kraftstoß: Δp = F · Δt.

Und jetzt das Entscheidende: Derselbe Impuls, in kürzerer Zeit übergeben, ergibt mehr Kraft – F = Δp / Δt. Kurz und hart schlägt lang und weich. Immer.

Stoßen und Schubsen gegenüber Schlagen

	Schubsen / Stoßen (lange Kontaktzeit)	Schlagen (kurze Kontaktzeit)
Kontaktzeit	lang, etwa einige Zehntelsekunden	sehr kurz, etwa wenige Hundertstelsekunden
Kraftverlauf	niedrige Kraft über lange Zeit	hohe Spitzenkraft über kurze Zeit
Wirkung	Impuls wird auf den ganzen Körper übertragen: Das Ziel wird verschoben oder aus dem Gleichgewicht gebracht.	Die Energie bleibt größtenteils im Ziel: Verformung und Erschütterung von Gewebe am Treffpunkt.
Beispiel	Wegstoßen mit beiden Händen, Ausheben aus dem Stand	Fauststoß mit Kime, Uraken, Shutō Uchi

Rechenbeispiel

Eine effektive Masse von 2 kg trifft mit 8 m/s und kommt im Ziel zum Stillstand. Übertragen wird der Impuls Δp = 2 kg · 8 m/s = 16 kg·m/s.

• Beim Schubsen über 0,3 s: F = 16 kg·m/s / 0,3 s ≈ 53 N (durchschnittlich).
• Beim Schlagen über 0,01 s: F = 16 kg·m/s / 0,01 s = 1600 N (durchschnittlich, die Spitzenkraft liegt höher).

Gleicher Impuls. Dreißigfache Kraft. Der ganze Unterschied steckt in der Kontaktzeit. Wer schiebt, verschenkt Wirkung – wer trifft, setzt sie frei.

Arm allein oder ganzer Körper?

Ein Arm wiegt bei Erwachsenen etwa 5–6 % der Körpermasse (Oberarm ca. 2,8 %, Unterarm ca. 1,6 %, Hand ca. 0,6 % nach den anthropometrischen Tabellen von Dempster und Winter). Bei 75 kg sind das rund 4–4,5 kg. Mehr bringt ein Schlag aus der Schulter nicht ins Ziel. Mit Stand, Hüfte und gespanntem Rumpf koppelt mehr Körpermasse an – die effektive Masse steigt.

Modell (75 kg, v = 9 m/s, Δt = 15 ms)	Effektive Masse	Impuls Δp = m · v	Kraft F = Δp / Δt	entspricht Gewichtskraft von	Faktor
Nur der Arm	4,5 kg	≈ 40 kg·m/s	≈ 2700 N	≈ 275 kg	1
Gute Körperanbindung	20 kg	180 kg·m/s	12 000 N	≈ 1200 kg	≈ 4,4
Theoretisch: ganzer Körper starr	75 kg	675 kg·m/s	45 000 N	≈ 4600 kg	≈ 17

Der Faktor ist die Botschaft: Gleiche Geschwindigkeit, mehr angekoppelte Masse – vielfache Wirkung. Die absoluten Zahlen sind dagegen eine Obergrenze. Der Körper ist kein starrer Block; Gelenke federn, die Faust stoppt nicht schlagartig, die Kontaktzeit wächst. Gemessen wurde bei Olympia-Boxern eine effektive Schlagmasse von im Mittel nur 2,9 kg (Streuung ±2,0 kg) – und trotzdem rund 3400 N. Wer seine Körpermasse wirklich in den Treffer bringt, liegt deutlich darüber. Genau das trainieren Stand, Hüfte und Körperspannung.

Jab, Cross und Tsuki

Der Jab im Boxen: schnell, kurz, fast nur Arm. Wenig Körpergewicht dahinter. Er misst Distanz, stört, öffnet – er bereitet vor, er beendet selten. Anders der Cross oder Power Punch: Gewicht wandert vom hinteren auf das vordere Bein, die Hüfte dreht ein, die Schulter folgt. Mehr Masse koppelt an, die Wirkung steigt.

Das hilft, die niedrige gemessene effektive Masse von rund 3 kg einzuordnen. Walilko und Kollegen (2005) maßen gerade Schläge von Olympia-Boxern; wie viel davon jab-artig ausgeführt wurde, lässt sich aus der Studie nicht sicher ablesen. Plausibel ist aber: Je mehr ein Schlag aus dem Arm kommt, desto näher liegt die effektive Masse an der Armmasse oder darunter.

Der Tsuki im Karate setzt genau hier an. Stand verwurzeln, Gamaku einsetzen, im Treffer die Gelenke mit Chinkuchi einrasten – so wird der Körper zur Verlängerung der Faust, nicht zum Anhängsel des Arms. Ziel ist nicht der schnellste Treffer, sondern der, hinter dem der ganze Körper steht (siehe Körperspannung).

Was solche Kräfte bedeuten

Vergleich	Kraft (Größenordnung)	Quelle / Hinweis
Kiefernbrett (ca. 2 cm) brechen	ca. 500–700 N	Feld, McNair, Wilk 1979: kritische Kraft für Holz ca. 670 N
Betonplatte brechen	ca. 2500–3100 N	Feld, McNair, Wilk 1979
Karateka-Faust, Spitzenwert	über 3000 N	Feld, McNair, Wilk 1979 (Handgeschwindigkeit 10–14 m/s)
Gerader Schlag, Olympia-Boxer	ca. 2000–4700 N (Mittel 3427 N; Mittelgewicht 2625 N, Superschwergewicht 4345 N)	Walilko u. a. 2005
Rippenbruch	grob einige tausend Newton	stark abhängig von Alter, Trefferstelle und Fläche; keine feste Schwelle
„Drücken“ zum Vergleich	1000 N ≈ Gewichtskraft von 100 kg	F = m · g mit g ≈ 9,81 m/s²

⚠ Zu prüfen: Die Schwelle für Rippenbrüche ist in der Literatur nicht einheitlich angegeben und hängt stark von Belastungsart und Person ab. Die Angabe ist daher bewusst unscharf.

Bezug zum Training

• Ein Schlag, der nach dem Treffer „nachschiebt“, verlängert die Kontaktzeit und wird zum Stoß: Das Ziel weicht aus, die Spitzenkraft sinkt.
• Kurze Kontaktzeit verlangt eine harte, stabile Struktur im Moment des Treffers: Gelenke, die nachgeben, verlängern die Kontaktzeit (siehe Körperspannung).
• Schieben und Stoßen haben eigene Aufgaben: Raum schaffen, Gleichgewicht brechen, Würfe vorbereiten.
• Umgekehrt nutzt die Fallschule (Ukemi) dasselbe Prinzip: Wer beim Fallen abrollt oder abschlägt, verlängert die Zeit, in der der Körper abgebremst wird, und verringert so die Kraft auf den Körper.

Alle Rechenwerte: vereinfachte Beispiele, keine Messwerte. Der Körper ist kein starrer Block – reale Werte hängen stark von Technik, Ziel und Messverfahren ab.

Quellen

• Dieter Meschede (Hg.): Gerthsen Physik. Springer, Berlin/Heidelberg (24. Aufl. 2010, ISBN 978-3-642-12893-6; 25. Aufl. 2015).
• Michael S. Feld, Ronald E. McNair, Stephen R. Wilk: The Physics of Karate. Scientific American 240 (4), 1979, S. 150–158
• T. J. Walilko, D. C. Viano, C. A. Bir: Biomechanics of the head for Olympic boxer punches to the face. British Journal of Sports Medicine 39, 2005, S. 710–719
• David A. Winter: Biomechanics and Motor Control of Human Movement. Wiley, Hoboken (Segmentmassen nach Dempster).

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