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Tennis und Physik

Tennis und Physik. Der und seine Eigenschaften. Durchmesser: 6,35 - 6,67cm Gewicht: 56,70 - 58,47g Sprunghöhe: 1,346 - 1,473m auf hartem Boden aus 2,54m Fallhöhe (20° C Temperatur). Stoßzahl e. Es gilt der Energieerhalungssatz:. Definition der Stoßzahl e:. Daher folgt:. Stoßzahl e.

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Tennis und Physik

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Presentation Transcript

  1. Tennis und Physik

  2. Der und seine Eigenschaften • Durchmesser:6,35 - 6,67cm • Gewicht:56,70 - 58,47g • Sprunghöhe:1,346 - 1,473m auf hartem Boden aus 2,54m Fallhöhe (20° C Temperatur)

  3. Stoßzahl e Es gilt der Energieerhalungssatz: Definition der Stoßzahl e: Daher folgt:

  4. Stoßzahl e Für den gilt daher:

  5. Verschiedene Stoßzahlen Gummiball: 0,9 Golfball: 0,84 Baseball: 0,5

  6. Experiment zur Balldeformation Doppelte Masse = Doppelte Deformation

  7. Hooke‘sches Gesetz Doppelte Kraft  Doppelte Auslenkung der Feder!!!!! Hooke´sche Gesetz: F = k *x

  8. Die „Federkonstante“ eines R R-x x y

  9. Die „Federkonstante“ eines x2 vernachlässigt A......Kontaktfläche p........Balldruck mit k = 2pR

  10. Schwingungsdauer und Kontaktzeit beim Schwingungsdauer T = 10 - 12ms Kontaktzeit T/2 = 5 - 6ms

  11. Kontaktzeit Schläger • Die Kontaktzeit liegt bei 15ms! • Diese Zeit ist zu groß um einen Beitrag für den Ball zu leisten. Das heißt der Schläger „verschwendet“ die Energie! • Die Schwingung ist trotzdem verfügbar und geht nicht auf den Ball über, sondern belastet das Handgelenk und vor allem den Ellenbogen.Tennisarm!

  12. Kontaktzeit Schläger Dämpfung ist daher erforderlich:

  13. Kontaktzeit Saite Die Kontaktzeit beträgt 5 ms und das entspricht der des Balls! Beachte: „Vibrastop“ dämpft die Schwingung der Saite!

  14. Kontaktzeit Saite • Unterschiedliche Bespannungen entstehen dadurch, dass man mit verschiedenen Gewichten die Saite in den Schläger einspannt. Es gibt daher „weiche“ und „harte“ Bespannungen. • Die harte Bespannung eignet sich sehr gut für kontrolliertes Top-Spin-Spiel, jedoch nicht für sehr schnelles und variantenreiches Spiel. (Thomas Muster) • Die weiche Bespannung ist sehr schwierig zu spielen aber dafür kann man sehr harte und scharfe Bälle schlagen, da die weiche Saite dem Ball nachgibt und dann wie ein Trampolin fungiert. (John McÉnroe)

  15. Sweet Spot

  16. Rotation des Back-Spin Top-Spin Drive

  17. Magnus Effekt Der Magnus Effekt wurde benannt nach seinem Erfinder Gustaf Magnus! Kein Spin des Balles bewirkt, dass der Luftstrom gleichmäßig über und unter dem Ball vorbei strömt. Bei Spin werden in dem Filz des Balles Luftmoleküle mit sich gerissen. Diese bewirken, dass die Luftströmung über oder unter dem Ball beschleunigt wird. Bernoulligleichung Auf oder Abtrieb!!

  18. Windkanal

  19. Der Magnus Effekt im Tennissport Im Tennis wird der Magnuseffekt speziell durch den Back und den Topspin bewusst eingesetzt. • Erstens um aufgrund des Magnuseffektes die Flugbahn des Balles verändert! • Um beim Aufsprung des Balles im Feld verschiedene Effekte zu bewirken! • Um durch einen Spin die Wechselwirkung zwischen Ball und Schläger zu verändern!

  20. Top-Spin • Rotation nach vorne • Kraft nach unten • hoher Absprung • Einsätze bei Lob und Safe Spiel

  21. Back-Spin („Slice“) • Rotation nach hinten • Kraft nach oben • extrem flacher Absprung • Einsätze zur Variation vor allem auf Grasbelägen, bei Stops (kurze Bälle) bzw. teilweise einfach aufgrund einer Bedrängnis

  22. Drive • keine Rotation • Kraft wirk überall hin gleich stark • Einsätze bei Punktschlag und Volley • Einfallswinkel fast gleich Ausfallswinkel

  23. Messungen mit Arm-Sensor

  24. Magnuseffekt in anderen Sportarten • Tischtennis • Golf • Baseball • Fußball

  25. „Grundschläge“ beim Tennis • Vorhand • Rückhand • Aufschlag

  26. Vorhand

  27. Rotationstabellen

  28. Rotationstabellen

  29. Handgelenkspiel • Vorteile • gefühlvolleres Spiel • mehr Richtung geben • mehr Geschwindigkeit • mehr Spin • Nachteile • risikoreich • Belastung

  30. Rückhand • Einarmig • Zweiarmig

  31. zweiarmige Rückhand

  32. einarmige Rückhand

  33. Beidarmige Rückhand: kürzerer Schwung kürzere Ausholbewegung nur schwer Slice zu spielen sicherer als mit 1 Hand mehr Kraft da 2 Hände weniger Gefühl Einarmige Rückhand: langer Schwung lange Ausholbewegung leichter Slice zu spielen riskanter weniger Kraft mehr Gefühl Unterschiede

  34. Was muss ein Tennislehrer wissen? Unabhängigkeitsprinzip der Bewegungen! Netzhöhe: s = 91cm Entfernung Netz-Grundlinie: 12m Fallbeschleunigung: 10m/s2

  35. Was muss ein Tennislehrer wissen? s=g/2 * t2 t2 = 2s/g t  0,43s v = s/t  28m/s 100km/h

  36. Flugbahn des

  37. Aufsprung bei Drive

  38. Ausfall-und Einfallwinkel

  39. Auf-und Absprung

  40. Auf-und Absprung Differenz

  41. Aufschlag

  42. Aufschlag

  43. Eigene Messungen Arm-Sensor

  44. Aufschlaggeschwindigkeit mit Arm-Sensor

  45. Aufschlaggeschwindigkeit mit Arm-Sensor • Was man wissen muss: • Arm+Schlägermasse abwägen! • a mit Armsensor bestimmen! • Kontaktzeit = 5ms • Ballmasse = 0,058kg

  46. Bestimmung der Masse des Arms Annahme: Zylinderförmig Radius(r)5cm Länge(h)60cm r h

  47. Eigene Messungen

  48. X-Achse 8

  49. Y-Achse 8

  50. Aufschlaggeschwindigkeit mit Arm-Sensor • Arm+Schlägermasse 5kg • a=8g • Kontaktzeit=0,05s • Masse Ball=0,058kg

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