Wieso ist z.B. Skispringen abhängig von der Masse?
Hallo,
meine Frage bezieht sich auf die Gewichtsproblematik im Skispringen. Nimmt man stur die Formeln für einen schiefen Wurf, dann ist sowohl die Anlaufgeschwindigkeit, als auch die Weite unabhängig vom Gewicht des Springers (!??) Das widerspricht aber dem geläufigen Grundsatz, dass "schwere Dinge schneller nach unten gezogen werden", sowie dem Skisprungidealkörper (BMI so gering wie möglich).
Wie lässt es sich also physikalisch erklären, warum leichte Springer offensichtlich einen Vorteil besitzen? Luftwiderstand?
Und wieso haben schwerere Springer eine höhere Anlaufgeschwindigkeit (sofern dies übebrhaupt zutrifft)? Man kennt das ja z.B. auch vom Rodelsport, bei dem immer wieder gesagt wird, schwere Athleten werden stärker nach unten gezogen und somit schneller.
Vielen Dank!
5 Antworten
Weil Skispringen nur wenig mit dem aus dem Physik-Unterricht bekannten Wurf zu tun hat (richtig erkannt - dabei wäre ohne Berücksichtigung der Luftreibung die Masse egal und mit Berücksichtigung förderlich), sondern mit Fliegen, Tragfläche, dynamischem Auftrieb.
Für den Auftrieb bringt die größere Masse keinen Vorteil - der schwere Skispringer fällt daher durch die größere Gewichtskraft schneller zu Boden. Oder er stellt die Skier steiler, dann hat er mehr Auftrieb, gleichzeitig wird aber auch seine Vorwärtsbewegung mehr gebremst.
schwerere Springer eine höhere Anlaufgeschwindigkeit
Der Luftwiderstand spielt bei ihnen eine kleinere Rolle. Ist wie mit der Frage, ob ein Kilogramm Eisen oder ein Kilogramm Federn schneller zu Boden fällt.
Du meinst vom Gewicht?
Ja genau. Also warum ist es beim Skispringen vorteilhaft leichter zu sein? Die Erdbeschleunigung hängt ja nicht vom Gewicht ab.
Also ich würde das Skispringen als waagrechten Wurf interpretieren. Du hast recht, bei den Berechnungen eines waagrechten Wurfes wird der Luftwiderstand nicht berücksichtigt, in der Realität ist das aber schon entscheidend.
Gruß, valeradi
Wie lässt es sich also physikalisch erklären, warum leichte Springer offensichtlich einen Vorteil besitzen? Luftwiderstand?
Das scheint mir unsinnig zu sein. Da müßte es ja ideal sein, wenn man einen Luftballon als Skispringer nähme. Der kommt aber keinen halben Meter weit.
Wahrscheinlich ist da viel Reportergeschwätz dabei. Das muß man nicht alles glauben.
wenn man einen Luftballon als Skispringer nähme. Der kommt aber keinen halben Meter weit.
Wenn der Luftballon die Intelligenz und die Muskeln hätte, die Skier richtig zu halten, käme er weiter als jeder Mensch.
Das glaube ich nicht.
Eine gewisse Masse ist notwendig, um den Luftwiderstand überwinden zu können; die Luftteilchen hüpfen schließlich nicht freiwillig auf die Seite, wenn jemand mit dem Aussehen eines Luftballons daherkommt.
Falls Du an einen Luftballon in der Größe eines Menschen denkst, magst Du recht haben. Oder auch nicht - denn der Luftballon kommt mit viel geringerer Geschwindigkeit aus als ein Mensch.
Bei einem Luftballon in jahrmarkts-üblicher Größe bin ich mir sehr sicher, dass ich recht habe: Die bremsende Fläche ist klein, die Masse der Skier groß.
vielen Dank für die bisherigen Antworten.
ich habe mir noch mal ein paar Gedanken dazu gemacht: Der Skispringer stößt sich ja beim Absprung mit einer bestimmten Kraft F (schräg nach vorne) ab. Da ja gilt a=F/m müsste ja die Beschleunigung größer sein, je kleiner das Gewicht des Springers ist (Vorausgesetzt gleiche Absprungkraft). Wie lässt sich jetzt damit die Geschwindigkeit des Springers ermitteln (einfach integrieren geht ja nicht, da es sich um eine einmalige stoßartige Beschleunigung handelt). Grenzwertbetrachtung wahrscheinlich oder!? Kann man also vereinfacht sagen, dass ein leichterer Springer bei identischer Absprungkraft eine höhere Geschwindigkeit hat als ein schwererer Springer!?
Als ähnliches Problem fällt mir da das werfen einer Kugel ein. Wenn ich eine leichte und eine schwere Kugel mit einer bestimmten Kraft genau waagrecht nach vorne werfe, benötigen beide die gleiche Zeit, bist sie auf den Boden auftreffen. Die leichte Kugel erfährt aber wegen a=F/m eine größere Beschleunigung und fliegt daher weiter. Kann man das so sagen?
Heißt das dann zusammengefasst, dass ein waagrechter Wurf NUR dann unabhängig von der Masse ist, wenn eine konstante Anfangsgeschwindigkeit vorliegt. Wenn ich aber eine konstante Kraft zur Beschleunigung verwende, dann gilt die Unabhängigkeit von der Masse nicht mehr!?
Wäre sehr dankbar für Meinungen zu meinen Überlegungen! DANKE
müsste ja die Beschleunigung größer sein, je kleiner das Gewicht des Springers ist
Ersetze Gewicht durch Masse, dann ist es völlig richtig.
Wie lässt sich jetzt damit die Geschwindigkeit des Springers ermitteln
Überhaupt nicht, weil die überwiegend aus dem Anlauf und nur zu einem geringen Teil aus dem Absprung resultiert. Vergleiche einfach mal die Höhe der Anlaufstrecke und die Höhe, die ein gut trainierter Sportler in die Höhe springen kann.
da es sich um eine einmalige stoßartige Beschleunigung handelt
Nein, ein idealer Stoß dauert unendlich kurz, so schnell ist der Springer nicht. Wenn Du die Kraft hast, kannst Du über die Energie rechnen. Oder Du rechnest über die Beschleunigung aus, wie lange es dauert, bis er die 70 cm von der Hocke bis zur gestreckten Stellung zurückgelegt hat - die Richtung ist senkrecht zur Unterlage und damit auch senkrecht zu der Geschwindigkeit des Skifahrers.
ein leichterer Springer bei identischer Absprungkraft eine höhere Geschwindigkeit hat
Nur, was die Komponente Richtung oben betrifft.
Die Geschwindigkeit durch den Anlauf ist beim leichten Springer kleiner wegen des größeren Anteils des Luftwiderstandes.
Die leichte Kugel erfährt aber wegen a=F/m eine größere Beschleunigung
Korrekt.
und fliegt daher weiter.
Falsch, sobald der Luftwiderstand berücksichtigt wird. Versuche doch mal Kugelstoßen mit einer Kugel aus Papier - auch der unsportlichste Werfer kommt mit der Eisenkugel weiter.
ein waagrechter Wurf NUR dann unabhängig von der Masse ist
Der Wurf ist nie unabhängig von der Masse. Einzelne Aspekte sind unabhängig davon. Beispielsweise die Flugzeit. Oder die Weite bei konstanter Anfangsgeschwindigkeit.
Und die Weite des Fluges hängt auch vom Gewicht ab. Was, wenn du darüber nachdenkst auch völlig logisch ist, denn ein Springer mit mehr Masse wird schneller von der Luft auf den Boden "heruntergeholt" und ein leichterer Springer wird vermutlich länger "fliegen".