Kugelstoßen, Hochsprung und Weitsprung
Beim Kugelstoßen sowie beim Hochsprung
und beim Weitsprung können die Gesetze des schrägen Wurfs angewendet
werden, weil in diesen Fällen der Luftwiderstand vernachlässigt
werden kann. Trotzdem sind auch bei diesen Sportarten Besonderheiten zu
beachten.
Beim Kugelstoßen liegt der Abwurfpunkt
höher als der Auftreffpunkt (Bild
3). Das hat zu Folge, dass bei bestimmter Abwurfgeschwindigkeit und Abwurfhöhe
die maximale Wurfweite nicht bei einem Abwurfwinkel
von 45° erreicht wird, sondern bei einem Winkel von etwa 35°.
Beim Hochsprung ist aus physikalischer Sicht die Bewegung des Schwerpunktes (Massemittelpunktes) des menschlichen Körpers entscheidend. Damit liegt der "Abwurfpunkt" nicht in Höhe des Erdbodens, von dem aus die Höhe gemessen wird, sondern etwa in der Körpermitte. Die Höhe, in die der Körperschwerpunkt gehoben wird, ist somit wesentlich geringer als die Höhe, die als Sprunghöhe angegeben wird.
Beim Weitsprung liegen zwar der Absprungpunkt und der Auftreffpunkt etwa in gleicher Höhe. Entscheidend ist aber auch hier die Bewegung des Körperschwerpunktes, der sich über der Absprungstelle befindet. Durch geschickte Körperbewegungen beim Landen (Vorstrecken der Beine) kann eine Vergrößerung der Sprungweite erreicht werden.
Diskuswerfen und Skispringen
Beim Diskuswerfen erhält der Diskus beim Abwurf einen Drall.
Seine Drehachse behält dadurch während des Fluges ihre räumliche
Lage näherungsweise bei (Bild 4). Vor allem in zweiten Teil der Flugbahn
wirkt aufgrund der Lage des Diskus ein "Luftpolster". Dadurch
wird erreicht, dass der Diskus langsamer zu Boden sinkt und weiter fliegen
kann, als die Wurfparabel reicht. Besonders günstig ist leichter Gegenwind.
Als optimal hat sich beim Diskuswerfen ein Abwurfwinkel von 33° bis
35° erwiesen.
Ein ähnlicher Effekt tritt beim Skispringen auf. Der Skispringer nimmt nach dem Absprung eine solche Haltung ein, dass
die Ski und sein Körper eine möglichst große Fläche
bilden und er damit auf einem Luftpolster "schwebt". Besonders groß ist dieser Effekt, wenn Wind mit
nicht zu großer Geschwindigkeit von vorn weht.
Speerwerfen, Golfen, Fußball
Beim Speerwerfen, beim Abschlagen eines Golfballs oder beim Abschlagen
eines Fußballs hat der Luftwiderstand erheblichen Einfluss auf die
Wurfbahn. Die Bahn ist eine ballistische Kurve,
die erheblich von einer Wurfparabel
abweicht (Bild 5). Die Wurfweite ist
somit wesentlich kleiner als diejenige, die man bei einem idealen schrägen
Wurf erhalten würde. Genauere Untersuchungen zeigen, dass man ohne
Wind die größten Weiten nicht bei einem Abwurfwinkel von 45°
erzielt, sondern bei Abwurfwinkeln, die zwischen 30° und 40° liegen.
Experimentelle Untersuchungen bei Fußbällen ergaben z. B. bei
einer Abschussgeschwindigkeit von 45 m/s folgende Wurfweiten:
bei 30°: 56,8 m
bei 35°: 57,6 m
bei 40°: 57,2 m
bei 45°: 55,7 m
Das sind bei 45° nur etwa 27 % der Wurfweite, die man erhält,
wenn man die Gesetze des schrägen Wurfs anwendet. Das zeigt: Bei
vielen Würfen im Sport sind die Gesetze des schrägen Wurfs nicht
anwendbar, weil der Luftwiderstand entscheidenden
Einfluss auf die Bahnkurve und damit
auch auf die Wurfweite hat.
Experimentelle Untersuchungen und Erfahrungswerte bestimmen entscheidend die Bedingungen, die ein Sportler einhalten sollte, wenn er maximale Weiten erreichen will.