Ein Freistoß ala Roberto Carlos um eine Mauer herum, ein Topspin-Schlag von Boris Becker um den am Netz positionierten Spieler herum und ein Golfschlag von Bernhard Langer um eine Baumgruppe herum. Im Sport dreht sich oft ein Ball um etwas herum.
Doch warum tut dies der Ball? Was muss der Sportler tun, damit sich der Ball um etwas dreht?
Einfache Antwort: Der Ball dreht sich nicht von allein um etwas herum. Der Sportler muss dafür sorgen, dass sich der Ball erstmal um sich selbst dreht. Physikalisch ausgedrückt würde man sagen: Der Ball muss in Eigenrotation versetzt werden. Diese Eigenrotation (englisch: Spin) sorgt dann für eine zusätzliche Kraft auf den Ball, die das Herum des Balles um etwas bewirkt. Grund dafür ist die Wirkung des so genannten Magnuseffekts.
Der Magnuseffekt: Ein von Luft umströmter und in Eigenrotation befindlicher Körper erfährt eine Kraftwirkung
Gustav Magnus, ein deutscher Physiker, stellte bei Experimenten im Jahre 1852 fest, dass ein senkrechter, um seine Längsachse rotierender Zylinder eine seitliche Kraftwirkung erfährt, wenn er einem waagerechten Luftstrom ausgesetzt ist. Dieser Effekt ist nicht nur für Zylinder, sondern auch für alle runden Körper, wie Kugeln oder Bälle gültig. Weil bei jedem Torschuss, jedem Tennisschlag oder jedem Golfschlag der Ball von Luft umströmt wird, kann man dadurch, dass man den Ball in Eigenrotation versetzt, diesen Effekt ausnutzen.
Der Magnuseffekt beruht auf der asymmetrischen Ablösung von Luftströmungen am rotierenden Körper
Lange Zeit vermutete man, dass der Magnus-Effekt auf dem Gesetzt von Bernoulli beruhen würde. Man nahm an, dass sich aufgrund von Reibung zwischen Körper und umströmender Luft unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten auf den beiden Seiten des umströmten Körpers einstellen würden und so ungleiche Drücke entstehen. Doch dies ist nicht der Grund für die beobachtete Kraft. Die heute anerkannte Erklärung fand sich in der asymmetrischen Ablösung von Luftströmungen am rotierenden Körper. Lesen sie hier Details nach!
Der Magnus-Effekt beeinflusst die Entwicklung vieler Sportgeräte
Der Spin und die daraus resultierende gekrümmte Flugkurve sind in vielen Sportarten so wichtig, dass Sportgeräte extra für das Erreichen einer hohen Ballrotation konzipiert werden. So können zum Beispiel im Tischtennis nur hohe Ballfluggeschwindigkeiten erreicht werden, wenn die Flugkurve gekrümmt ist. Ansonsten würde der Ball nämlich zu weit fliegen. Die Beschaffenheit der Beläge des Tischtennisschlägers ist deswegen von größter Bedeutung.
Roberto Carlos bestätigte experimentell den Magnuseffekt :-)
Roberto Carlos setzte damals den Ball in Eigenrotation, indem er den Ball leicht rechts vom Schwerpunkt mit seinem linken Außenrist traf. Dann nahm der Ball diese herrliche Flugkurve ins Toooooooor....