Physik des Sports

Von Kräfteparallelogramm und Impulserhaltungssatz zu sportlichen Höchstleistungen und Rekorden

Sport ist angewandte Physik wer hätte das vermutet? Bei näherem Hinsehen ist dieser Gedanke jedoch gar nicht so abwegig. Gerade sind wir zweifach fasziniert, wenn wir Profisportlern bei der »Arbeit« zusehen: Mit ihren trainierten Körpern führen sie scheinbar perfekte Bewegungsabläufe aus. Neuartige Materialien, eine verbesserte Ausrüstung und ein durch Medizin und Sportwissenschaft geleitetes Training verhelfen Sportlerinnen und Sportlern zu immer besseren Leistungen. In der Tat finden keine Weltmeisterschaften und Olympischen Spiele ohne neue Rekorde statt. Doch wie lange noch ist das möglich? Ausgehend von soliden physikalischen Betrachtungen werden die Grenzen des menschlichen Könnens ausgelotet.

Mit Physik zum Erfolg:
Eine grundlegende Analyse vieler mechanischer Phänomene im Sport

Die Autoren nähern sich der Physik des Sports von einem interdisziplinären Standpunkt: Beginnend mit dem Einmaleins der Mechanik, berechnen sie optimale Werte für Sprung und Wurf, um diese Gesetze dann auf den menschlichen Körper und praktische, sportartgebundene Gegebenheiten anzuwenden. Von Ballsport über Geräteturnen bis hin zu Aktivitäten im Wasser belegen Mathelitsch und Thaller damit eindrucksvoll die Universalität der Naturgesetze auch auf diesem Gebiet. Die Erwähnung moderner Methoden, wie die Videoanalyse von Spielzügen und mathematische Modellierung zur Simulation von Bewegungen, rundet das Buch ab. Nach dieser Lektüre werden Sie das Sportprogramm mit anderen Augen sehen.

Über die Autoren V

Vorwort IX

Physik in unserer Zeit XI

1 Einleitung 1

2 Grundlagen 5

2.1 Sportliche und physikalische Leistung 6

2.2 Balle 13

2.3 OptimaleWinkel bei Sprung undWurf 22

2.4 Treffsicherheit 31

2.5 Rekorde 40

3 Ballspiele 49

3.1 Fusball 50

3.2 Tennis 58

3.3 Golf 67

3.4 Volleyball 74

3.5 Baseball 83

4 Geräteturnen 93

4.1 Belastungen 93

4.2 Rotationen 101

5 Wassersport 111

5.1 Schwimmen 112

5.2 Tauchen 120

6 Wintersport 131

6.1 Skifahren 131

6.2 Skispringen 139

6.3 Eishockey 146

7 Weitere Sportarten 159

7.1 Kampfsport 160

7.2 Reiten 167

Anhang A Mehrfachreflexionen in Matrizenschreibweise 175

Anhang B Bruchfestigkeit 179

Stichwortverzeichnis 183

Leopold Mathelitsch war Professor am Institut für Physik und Leiter des Fachdidaktik–Zentrums Physik an der Universität Graz. Seit 2014 ist er im Ruhestand. Seine Forschungsschwerpunkte lagen in der theoretischen Teilchenphysik und liegen immer noch in physikdidaktischen Fragestellungen. Er ist Mitautor mehrerer
Schulbücher sowie von Sachbüchern zu akustischen Themen.

Sigrid Thaller ist außerordentliche Professorin am Institut für Sportwissenschaft und Leiterin der Doktoratsschule Sport– und Bewegungswissenschaften an der Universität Graz. Die Themen ihrer Forschungsarbeit reichen von Modellierung menschlicher Bewegung über Physik der Sportarten bis zum fächerübergreifenden Unterricht Sport und Mathematik.