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1. Énergie cinétique: 1/2 mv²?

 

L'énergie cinétique c’est-à-dire l'énergie d'un corps en mouvement dépend de sa masse et de sa vitesse. En physique, l'énergie cinétique est définie par la formule suivante: Ec = 1/2 mv? où Ec correspond à l'énergie cinétique, m la masse et v la vitesse. L'énergie cinétique s'exprime en Joule.

On comprend que plus la masse et la vitesse d'un coup sont élevées et plus l'énergie cinétique sera importante.

La masse liée au poids de la personne mais également à la technique considérée. Par exemple, lors d'un gyaku tsuki, la masse à considérer est celle du bras mais si l'on rajoute une rotation des hanches, la masse du tronc en mouvement augmentera fortement l'énergie cinétique.

La vitesse d'un coup est très importante car elle intervient au carré dans le calcul de l'énergie cinétique. Pour accroître la vitesse, la décontraction musculaire, la coordination et le travail de l'explosivité sont déterminants. La technique est aussi importante car par exemple dans le gyaku tsuki, la vitesse de rotation des hanches se rajoute à celles de l'extension du bras et de la rotation du poing. Si l'on considère un oi tsuki en déplacement, c'est tout le corps qui avance et la vitesse des membres inférieurs vient encore accroître l'énergie du coup.

 

2. Énergie potentielle: m.g.h

 

L'énergie potentielle de pesanteur est l'énergie d'un corps du fait de sa position dans un champ de pesanteur en rapport avec la force d'attraction terrestre. Comme pour toute énergie, son unité est le joule. Elle se définit par la formule suivante: Ep = m.g.h où Ep est l'énergie potentielle, m est la masse du corps (en kg), g est une constate qui vaut 9,81 m/s? et h est la hauteur par rapport au niveau de la mer (en m).

Si un corps chute en raison de la force d'attraction terrestre (F), il subira une accélération g (g = F/m où m est la masse du corps). Suivant le principe de conservation de l'énergie, la perte d'énergie potentielle du corps (passant de la hauteur z0 à z1) est transformée en énergie cinétique (m.g.(z0-z1) = 1/2 m. (v0-v1)? où v0-v1 est la différence de vitesse du corps entre z0 et z1.

Pour faire simple, on peut utiliser le travail de la force musculaire pour accélérer le corps mais on peut aussi utiliser la force d'attraction terrestre (et l'énergie potentielle du corps) pour accroître l'énergie cinétique d'un coup.

Pendant un oi tsuki en avançant, le travail de la force des quadriceps est important. Mais on peut utiliser la force d'attraction terrestre en simulant une chute contrôlée du corps vers l'avant grâce à une bonne technique c’est-à-dire une flexion du genou antérieure (genou au-dessus du gros orteil) associée à une très discrète flexion antérieure du tronc.

La technique dite de la "jambe vide" utilise l'énergie potentielle du corps. Les positions kiba dachi et shiko dachi sont souvent utilisées pour descendre le corps de manière contrôlée comme à la fin du kata Heian Sandan pour se dégager d'une saisie arrière. Dans Tekki Shodan, après le ashi barai et le soto ude uke, on profite de la chute contrôlée du corps en kiba dachi pour accroître l'énergie du tsuki.

Devant un adversaire plus puissant ou encore lorsque la force musculaire tend à décroître avec l'âge, il est important d'affiner sa technique pour apprendre à utiliser l'énergie potentielle du corps.

 

3. Collision et kimé

 

C'est en regardant la collision entre deux objets que l'idée de la conservation de mouvement est apparue. Lors de la collision entre deux boules de billard, on observe que la première boule en mouvement s'arrête lorsqu'elle percute une boule immobile qui se met alors en mouvement (transfère d'énergie).

Pour un transfert d'énergie optimal, on utilise deux objets indéformables et non élastiques. En effet, lors d'un choc entre une boule de pâte et une boule de billard, seul une partie de l'énergie cinétique de la boule de pâte sera transmise à la boule de billard, le reste de l'énergie se retrouve sous forme d'un travail de déformation de la boule de pâte.

Une contraction du corps (appelée kimé) et un bon positionnement au moment de l'impact sont fondamentaux en karaté. L'objectif est de rendre le corps de tori non élastique et indéformable. Ceci permet un meilleur transfert d'énergie vers uke et évite une déformation du corps, voir une blessure de tori (par exemple via une dorsi-flexion du poignet).

 

4. Pression: F/S

 

La pression est une notion physique vectorielle qui correspond à une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique. En mécanique, dans le cas d'une force (F) perpendiculaire à une surface plane d'aire S, la pression (p) est définie par la formule suivante: p = F/S.

En pratique, la pression exercée sur un corps par une force est d'autant plus grande que la surface sur laquelle elle s'exerce est petite. Par ailleurs, la pression est maximale si le vecteur force est perpendiculaire à la surface (cos 90°= 1). A l'inverse la pression s'approche de zéro si le vecteur force s'approche d'une parallèle à la surface (cos 0°= 0).

En karaté, certaines techniques tendent à réduire la surface d'impact afin d’optimaliser la pression. Ainsi, lors d'un tsuki, on peut frapper avec un ou deux kentos, en ippon ken, en nakadaka ken ou en hiraken. Autre exemple, lors d'un mae geri ou d'un mawashi geri, on peut frapper avec le koshi.

Idéalement, chaque coup devrait se rapprocher d'une trajectoire perpendiculaire à la surface visée. Il en va de même pour un blocage si l'on souhaite exercer une pression maximale (exemple : uchi ude uke sur oi tsuki jodan ou gedan barai sur mae geri chudan). A l'inverse, si l'on souhaite accueillir ou absorber une attaque la trajectoire du blocage doit se rapprocher d'une parallèle (par exemple soto ude uke sur oi tsuki chudan ou nagashi uke sur oi tsuki jodan).

 

5. Moment de force

 

La rotation d'une planche autour d'un point de rotation (nommé pivot) dépend de l'intensité de la force mais aussi de la position du point d'application de la force par rapport au pivot. Ainsi, plus une force est appliquée à distance du pivot, plus elle sera efficace. Pour vous convaincre, tenter d'ouvrir une porte en la poussant à proximité de sa charnière. Ensuite poussez à distance du pivot par exemple sur sa clenche.

On intègre ces trois composantes dans le modèle de moment de force, qui représente l'aptitude d'une force à faire tourner un système mécanique autour d'un pivot.

MF=Fp.dop où MF est le moment de la force F, Fp la force appliquée au point p situé à une distance nommé dop du pivot appelé o.

Ce principe physique est utile pour comprendre comment réaliser efficacement une clé ou une projection.

 

6. Stabilité et centre de gravité

 

En karaté, chaque partie du corps se positionne précisément afin d'obtenir la stabilité nécessaire à un blocage ou une attaque. 

Le karaté comporte de multiples positions. D'une manière générale, si les pieds sont écartés, les genoux légèrement fléchis et le centre de gravité bas, la stabilité du corps est bonne. A l'inverse, si les pieds sont proches et le centre de gravité est haut, la stabilité est moins bonne. Toutefois, cette dernière position permet une grande mobilité et une grande vitesse de déplacement.

La recherche de stabilité est importante en karaté. Ainsi, lors d'un gyaku tsuki, il ne faut pas décoller le talon arrière. Cette "faute" technique est souvent commise car instinctivement cette élévation permet de gagner en distance et en vitesse. Par contre, au moment de l'impact, "faute" de stabilité, cette élévation du talon peut s'accompagner d'un recul et donc d'une absorption par tori d'une partie de l'énergie cinétique qu'il aurait dû transmettre à uke.

 

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