Energie

Aktualisiert: 27. Apr 2019

Bei jedem Schlag passiert mehr, als man sich womöglich vorzustellen vermag. Ist man zudem nicht sehr mit der Physik vertraut, wird es umso erstaunlicher. Die folgenden zwei Ausführungen sollen Ihnen ein Gespür dafür geben, was auf einem Tennisplatz wirklich los ist.

Kinetische Energie = Bewegungsenergie Potentielle Energie = Fähigkeit eines Körpers, aufgrund seiner Lage mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszusenden.

Thermische Energie = Wärme


Schaut man sich die Vorgänge im Tennis genauer an, so hat es immer etwas mitEnergie zu tun. Energie wird erzeugt, umgewandelt oder gespeichert. Der erste Schritt besteht darin, Energie aufzuwenden, um den Tennisschläger zu beschleunigen. Diese Energie wird von uns selbst, von unseren Muskeln, bereitgestellt. Der Tennisschläger bekommt so eine Bewegungsenergie aufge- zwungen. Sie wird als kinetische Energie bezeichnet. Es entspricht der Arbeit, die aufgewendet werden muss, um den ruhenden Schläger in eine momentaneBewegung zu versetzen. Sie hängt von der Masse (dem Gewicht) des Tennis- schlägers und der Geschwindigkeit ab, auf die der Schläger beschleunigt wird.Die kraft wurde dabei natürlich nicht umsonst aufgewendet. Denn das Ziel istes, den Ball so stark wie möglich zu treffen.


Bis der Tennisball auf dem Schläger auftrifft, bewegt er sich durch die Luft. Die Luft umströmt dabei die Oberfläche des Balles. Zum einen findet hiereine Reibung durch die Luft statt, der Luftwiderstand. Es entstehen zudem Luftwirbel hinter dem Tennisball. Beide Vorgänge benötigen Energie, die vom Tennisball genommen wird. Der Ball verlangsamt sich dadurch während erdurch die Luft fliegt. Und das in einem beachtlichen Außmaß.

Der Ball wird im Flug durch die Luft verlangsamt

Irgendwann trifft der Tennisball auf dem Saitenbett auf und wirddabei stark deformiert. hierbei gehen ca. 55 % der kinetischenEnergie des Balles verloren. Verloren aber nur aus der Sicht- weise des Tennisspielers. Denn sie geht nicht wirklich verloren. Die Bewegungsenergie wird in thermische Energie umgewandelt – in Wärme.

Auch die Tennissaiten „vernichten“ in diesem gesamten Prozess Energie. Sie sind aber weitaus elastischer und haben weniger Masse als der Tennisball. Folglich müssen sie sich nicht so starkdeformieren. Bei den Tennissaiten gehen so lediglich 5 % verlo-ren; oder um es wieder genau zu betrachten, werden in Wärmeumgewandelt.


Was passiert mit den restlichen 45 % die noch zur Verfügungstehen. Ein großer Teil wird in Form von potentieller Energie gespeichert. Sie wird so genannt, weil sie die Energie wieder frei gibt und an den Ball wieder abgegeben wird. So wird sie letzt- endlich wieder in kinetische Energie umgewandelt, die den Ball wieder in Bewegung versetzt.



100 % Energie vor dem auftreffen des Balls

-   5 % Deformation des Tennissaite

-   55 % Deformation des Tennisballs

-   25 % Vibration, Biegen und Torsion des Rahmens

= 15 % Rebound (Wird wieder an den Ball zurückgegeben)



Reibung

Reibung spielt ebenfalls eine enorm große Rolle. Auch dessen ist man sich kaum bewusst, denn man nimmt sie nicht bewusst wahr. Reibung tritt überall dort auf, wo sich zwei Körper gegeneinander bewegen. So auch bei jedemkontakt eines Tennisballs mit dem Saitenbett; wenn der Ball auf dem Bodenaufspringt, aber auch alleine nur dann, wenn wir über den Tennisplatz laufen.


In den meisten Fällen ist Reibung eher ein lästiges Thema. Denn Reibung erzeugt immer Wärme. Wie wir aus dem Abschnitt Energie wissen, wird dabei Energie umgewandelt, die somit verloren geht, da die Wärme nicht weiter genutzt werden kann. Im Tennis aber ist die Reibung in einigen Fällen sehr erwünscht.


Sie sorgt die Reibung dafür, dass wir nicht jedes Mal über den Platz schlittern als würden wir Schlittschuhlaufen. Die Reibung ist dafür verantwortlich, dasswir nicht bei jedem Schlag den Tennisschläger aus der hand verlieren. OhneReibung würden nicht einmal die Tennissaite im Tennisschläger halten.


Die einfachste Reibung ist die haftreibung. Sie hält uns auf dem Boden. OhneHaftreibung würden wir alleine bei einem leichten Wind quer über den Platz geschoben werden.

Im Absprungverhalten eines Balles sorgt die Reibung dafür, ob der Ball hoch oder niedrig abspringt. Der Drall bei einem Topspinschlag wirkt sich auf das Ballabsprungverhalten umso stärker aus, je größer die Reibung zwischen Ball und Boden ist. So ist beim Tennis auf Sandplätzen diese Reibung weit- aus höher als auf glatten Belägen, wie Rasen oder Teppich. Auf Sandplätzenspringt der Ball normalerweise etwas flacher, dafür aber mit mehr Tempo abals auf anderen Plätzen.


Wenn ein Tennisspieler einen Tennisplatz als langsam bezeichnet, dann ist die Reibung auf dem Tennisplatz hoch. Beim Aufspringen wird der Ball dadurch mehr verlangsamt.

Strenggenommen ist auch der zuvor angesprochene Luftwiderstand eine Son- derform der Reibung. Denn der Ball wird durch die Luftpartikel verlangsamt, die sich an dem Ball reiben. Erfahren Sie dazu mehr in unserem WIKI.

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