Märchen und Mythen aus dem Land der Läufer, Teil 1: Der Luftwiderstand

Hallo Ihr Lieben!

Zum Laufstil sind in letzter Zeit einige Threads gelaufen, die immer wieder Interessantes, Wiedersprüchliches, Fundiertes, Fragwürdiges und auch schlicht Falsches enthielten.

Als Ingenieur sehe ich mich geradezu genötigt, auf provozierende Art einige Fakten aus der Physik des Laufens beizusteuern und hoffe, dass die Threads zum Denken anregen, und lade Euch zur Diskussion ein. Gleichzeitig bitte ich Euch, die Threads nicht mit Bekleidungsthemen, Abnehmtipps oder sonstigem zu verwässern, ja?
Manchmal ist etwas Rechnung nötig. Wers nicht nachrechnen kann oder will, muss es halt glauben. In diesem Fall bitte ich aber darum, ebenfalls nicht zu verwässern.

Nun aber zum Teil 1 der etwa fünfteiligen Serie: Die Mär vom Luftwiderstand
Hier im Forum wurde vermutet, wir müssten den Körper während des Bodenkontakts nach vorn beschleunigen, um den Luftwiderstand zu kompensieren.

These: Der Luftwiderstand existiert, aber er spielt beim Laufen (fast) keine Rolle.
Dazu folgende Überlegung: Wenn der Luftwiderstand eine große Rolle spielen würde, würde leichtester Gegenwind unsere Laufzeiten völlig in den Keller ziehen.

Beleg
Ich nehme die Laufgeschwindigkeit mal mit 12km/h an (5min/km). Würde ein gleich starker Gegenwind herrschen (das ist etwa Windstärke 2, also eine leichte Brise), vervierfacht sich bereits die Kraft, die die Luft auf uns ausübt (quadratische Abhängigkeit). Wäre der Luftwiderstand eine entscheidende Größe, müsste sich die 10km Zeit also schon bei einer leichten Brise von vorn um Größenordnungen verändern. Ich schätze die objektive Beeinträchtigung auf weniger als 30 Sekunden. Das heisst aber im Umkehrschluss, dass wir ohne Luftwiderstand (also mit 1/4 weniger Gegenkraft) gerademal 7 Sekunden (!!!) schneller wären. Damit kann der Luftwiderstand keinesfalls einen bedeutenden Einfluss auf die Laufgestaltung oder Technik haben.

Anders wird das erst bei starkem Gegenwind ab etwa Stärke 5 oder 6. Der hat dann aber auch über 30 km/h und die Kraft steigt damit etwa auf das 20-fache (!) der Situation bei Windstille. Hier würde ich mit einer Abweichung der 10 km Zeit um wenige Minuten rechnen.

Fazit
Bei jeglichen Betrachtungen über den Laufstil können wir das Thema vernachlässigen, ebenfalls bei der Frage, ob Laufen auf dem Laufband wohl anders ist auf dem Asphalt.

Interessante Betrachtung, aber Du vernachlässigst den Zusammenhang zwischen Luftwiderstand und Körpermasse (=Volumen). Wir sollten also dringend diskutieren, ob der Effekt des Abnehmens auf die Laufgeschwindigkeit nicht vielleicht durch den geringeren Luftwiderstand verursacht ist...

<duckundganzschnellwech>

Mich*dideldideldum*ael

Hallo!

RioLouco hat geschrieben:Manchmal ist etwas Rechnung nötig.

Warum lieferst Du dann keine? ]Hier im Forum wurde vermutet, wir müssten den Körper während des Bodenkontakts nach vorn beschleunigen, um den Luftwiderstand zu kompensieren.[/quote]Meine Aussage war: Während der Flugphase wird man wegen des Luftwiderstandes (und nur seinetwegen) langsamer. Deshalb muss man bei jedem Bodenkontakt beschleunigen, um das gewünschte Tempo zu halten. Daran ist wohl nicht zu zweifeln.

These: Der Luftwiderstand existiert, aber er spielt beim Laufen (fast) keine Rolle.

Das ist jetzt je nach Deiner Definition von `fast' richtig oder nicht.

Dazu folgende Überlegung: Wenn der Luftwiderstand eine große Rolle spielen würde, würde leichtester Gegenwind unsere Laufzeiten völlig in den Keller ziehen.

Tut er. Noch leichtere Überlegung: Wäre der Luftwiderstand egal, dürfte ein Rückenwind in Laufgeschwindigkeit keine merkliche Erleichterung sein. Meinst Du das?

Ich nehme die Laufgeschwindigkeit mal mit 12km/h an (5min/km).

Ich hätte ja lieber eine relevante WK-Geschwindigkeit genommen, aber gut.

Würde ein gleich starker Gegenwind herrschen (das ist etwa Windstärke 2, also eine leichte Brise), vervierfacht sich bereits die Kraft, die die Luft auf uns ausübt (quadratische Abhängigkeit). Wäre der Luftwiderstand eine entscheidende Größe, müsste sich die 10km Zeit also schon bei einer leichten Brise von vorn um Größenordnungen verändern. Ich schätze die objektive Beeinträchtigung auf weniger als 30 Sekunden.

Erstens ist das wie gesagt eine Schätzung, und zweitens sind 30s eine Menge Holz.

Das heisst aber im Umkehrschluss, dass wir ohne Luftwiderstand (also mit 1/4 weniger Gegenkraft) gerademal 7 Sekunden (!!!) schneller wären.

Diese Rechnung kann ich nicht nachvollziehen.

Fazit
Bei jeglichen Betrachtungen über den Laufstil können wir das Thema vernachlässigen, ebenfalls bei der Frage, ob Laufen auf dem Laufband wohl anders ist auf dem Asphalt.

Was ist demnach Deine Meinung zum Unterschied zwischen Laufband und Natur?

Gruß,

Carsten

CarstenS hat geschrieben: Was ist demnach Deine Meinung zum Unterschied zwischen Laufband und Natur?

Zu finden ist der Unterchied wohl mehr im Bereich der Wärmelehre. Auf dem Laufband ist die Wärmeabgabe wesentlich langsamer als in der Natur.

Für mich zumindest eine entscheidene Einflussgrösse auf meine Laufleistung und äusseres Erscheinungsbild .

RioLouco hat geschrieben:Hallo Ihr Lieben! Zum Laufstil sind in letzter Zeit einige Threads gelaufen, die immer wieder Interessantes, Widersprüchliches, Fundiertes, Fragwürdiges und auch schlicht Falsches enthielten.

Hallo RioLouco, so sehe ich das auch.

RioLouco hat geschrieben:Als Ingenieur sehe ich mich geradezu genötigt, auf provozierende Art einige Fakten aus der Physik des Laufens beizusteuern und hoffe, dass die Threads zum Denken anregen, und lade Euch zur Diskussion ein.

Als Physiker sehe ich mich genötigt, darauf hinzuweisen, dass Ingenieure manchmal überfordert sind. Denn sonst gäbe es ja keine Physiker.

RioLouco hat geschrieben:Die Mär vom Luftwiderstand: Hier im Forum wurde vermutet, wir müssten den Körper während des Bodenkontakts nach vorn beschleunigen, um den Luftwiderstand zu kompensieren. These: Der Luftwiderstand existiert, aber er spielt beim Laufen (fast) keine Rolle. ... Fazit: Bei jeglichen Betrachtungen über den Laufstil können wir das Thema vernachlässigen, ebenfalls bei der Frage, ob Laufen auf dem Laufband wohl anders ist auf dem Asphalt.

Du bist Ingenieur und da kannst du einmal durch Abschätzen der Größenordnung das "fast" quantifizieren:

Ein Läufer leistet zwar keine Arbeit, weil er sich gleichförmig dahin bewegt. Wir wissen aber, dass das Laufen einige hundert Watt Leistung erfordert, denn die Anstrengung ist vergleichbar mit der Leistung auf dem Ergometer.

Richtiges Laufen ist wegen des Luftwiderstands anstrengender als Laufen auf dem Laufband. Eine Steigung von ca. 1% kompensiert angeblich diesen Unterschied. Welche Leistung muß ein Läufer erbringen, um seinen Körper entsprechend anzuheben?

Der Luftwiderstand kann berechnet werden. Schwer zu ermitteln ist nur der Widerstandsbeiwert. Die Querschnittsfläche kann mit sinnvoller Genauigkeit ermitttelt werden. Welche Leistung muß der Läufer für einen angenommenen Beiwert von 1.0 aufbringen, um den Luftwiderstand zu überwinden?

Sind die beiden Werte wenigstens größenordnungsmäßig die selben? Dann wissen wir wenigstens etwas über das "fast".

Erlaubter Rückenwind ist bei Rekordversuchen im Sprint 2 Meter pro Sekunde. Welcher Leistungsdifferenz verglichen mit Windstille entspricht das?

Als Ingenieur wirst du keine Schwierigkeiten haben, repräsentative Zahlenwerte für die Beispiele zu finden. Ein Sprinter leistet z.B. für 10s mehr als ein Kilowatt.

Grüsse von Karl

[quote="RioLouco"]Hallo Ihr Lieben!


Beleg
Ich nehme die Laufgeschwindigkeit mal mit 12km/h an (5min/km). Würde ein gleich starker Gegenwind herrschen (das ist etwa Windstärke 2, also eine leichte Brise), vervierfacht sich bereits die Kraft, die die Luft auf uns ausübt (quadratische Abhängigkeit). Wäre der Luftwiderstand eine entscheidende Größe, müsste sich die 10km Zeit also schon bei einer leichten Brise von vorn um Größenordnungen verändern. Ich schätze die objektive Beeinträchtigung auf weniger als 30 Sekunden. Das heisst aber im Umkehrschluss, dass wir ohne Luftwiderstand (also mit 1/4 weniger Gegenkraft) gerademal 7 Sekunden (!!!) schneller wären. Damit kann der Luftwiderstand keinesfalls einen bedeutenden Einfluss auf die Laufgestaltung oder Technik haben.

Hai

Damit wärst du bei mir durchs Vordiplom gefallen.
Wenn du schon rechnen willst, setze wenigstens eine vereinfachte Energiebilanz (Bernoulli) an uns setz die Druckkräfte ins Verhältnis zu anderen wirkenden Kräften.

Muli

Hi RioLuoco,
erstens hätt ich mir von einem Inschenör etwas mehr konkrete Zahlen und Formeln erwartet, wenn du schon aufklärerisch unterwegs sein willst

Den Unterschied zwischen Laufband und Natur: das hat gerade Carsten angesprochen. es ist bis zu einer bestimmten Windgeschwindigkeit vorwiegend die kühlende Wirkung denn der zu überwindende Widerstand. Ich behaupte jetzt mal so 10-15 Km/h könnten das schon sein
außerdem gibts ja doch noch irgendwelche Grenzen von Windgeschwindigkeiten , damit ein Rekord auch anerkannt wird

ZUsatz: ich seh grad Karl der Große Physiker hat ja schon meine Frage beantwortet: das entspricht also nur 7,2 Km/h! also muß doch mehr dran sein am Luftwiederstand
(da könnt man jetzt philosophieren anfangen , ob der cw-Wert bei einer Person mit Bierbauch nicht günstiger ist, als mit Waschbrettbauch )

charlemagne hat geschrieben: Ein Läufer leistet zwar keine Arbeit, weil er sich gleichförmig dahin bewegt.

Für den Satz sollte man Dich vom Physiker zum Milchmädchen degradieren .
Zur Strafe darfst Du uns die Arbeit beim Anheben des Schwerpunktes bei jedem Schritt vorrechnen...

Andreas

brickmaster hat geschrieben:Für den Satz sollte man Dich vom Physiker zum Milchmädchen degradieren .
Zur Strafe darfst Du uns die Arbeit beim Anheben des Schwerpunktes bei jedem Schritt vorrechnen...

Andreas

außerdem gibts doch Körperteile die eine sehr ungleichförmige Geschwindigkeit vollziehen der Fuß zBsp von Null auf doppelte durchschnittliche Laufgeschwindigkeit, also ich mag da nicht rechnen anfangen

hi zusammen,

wenn Luftwiderstand die entscheidende Größe wäre, wegen der ein Läufer bei jeden Schritt so ackern muss, warum hat es dann ein Schlittschuhläufer bei gleicher Geschwindigkeit so viel leichter als wir?

knightowl

knightowl hat geschrieben:hi zusammen,

wenn Luftwiderstand die entscheidende Größe wäre, wegen der ein Läufer bei jeden Schritt so ackern muss, warum hat es dann ein Schlittschuhläufer bei gleicher Geschwindigkeit so viel leichter als wir?

knightowl

Na endlich mal ein weitere diskussionswürdiger Einwurf

Zum Thread soviel ...
bei soviel vorhandener Kompetenz (Ingenieur, Physiker und und und etc. pepé ...) sag ich mal nichts dazu ... Nur eine Frage: Warum werden manche Weltrekordzeiten wegen starkem Rückenwind nicht anerkannt ...

charlemagne hat geschrieben: Als Physiker sehe ich mich genötigt, darauf hinzuweisen, dass Ingenieure manchmal überfordert sind. Denn sonst gäbe es ja keine Physiker.

Als Physiker kennst du dich ja mit Logik aus. Dein Statement erscheint mir daher als etwas komisch.

Physiker gibt es also nur weil wir Ingenieure angeblich manchmal überfordert sein sollen. Das freut mich, dass du eure Daseinsberechtigung in uns siehst.

Doch selbst mir kommen noch andere Argumente in den Sinn, weshalb es Physiker gibt


PS:

Eine ähnliche Diskussion wurde kürzlich an anderer Stelle geführt. Leider wurde dort festgestellt, dass der Vorgang Laufen physikalisch betrachtet alles andere als trivial ist, man könnte darüber wohl mehrere Disertationen schreiben.

Auch hi zusammen,

seid mir nicht böse, aber dieser Fred ist doch wieder ein mal ein schönes Beispiel, warum es der deutschen Wirtschaft so schlecht geht.

Da stellt jemand eine Thema zur Diskussion und die hälfte der Antworten ist abwertend und bissig. Da geht es um Physiker und Ingenieure. Ketzerische Frage: "Können die beiden Arbeit verrichten?" Wenn ja, wozu gibt es dann die Praktiker?

Viel Spaß noch beim weiterlamentieren...

Sportliche Grüße

Wolfgang

subjektive Erfahrung: beim Oberelbemarathon spielte der Gegenwind eine gewaltige Rolle. Wenn nicht oder vernachlässigbar die eigentliche Physik eine Rolle spielt, dann doch die psychologische Seite. Mir hat es dort geholfen, Windschatten zu laufen und auch Windschatten zu 'spenden'.

Mal eine ganz andere Frage: Wurde eigentlich mal folgendes Experiment durchgeführt: Ein starker Lüfter wurde vor bzw. hinter einem Laufband positioniert. Bei gleicher Geschwindigkeit müsste die unterschiedliche Anstrengung über den Puls messbar sein.

brickmaster hat geschrieben:Für den Satz sollte man Dich vom Physiker zum Milchmädchen degradieren. Zur Strafe darfst Du uns die Arbeit beim Anheben des Schwerpunktes bei jedem Schritt vorrechnen... Andreas

Der Zustand der Naturerkenntnis war desolat:

"Als man in Spanien dem König Alfonso X. (1221 - 1284) den man »den Weisen « nannte und der sich um die Rezeption der arabischen Wissenschaft sehr verdient gemacht hat die ganze komplizierte ptolemäische Maschinerie zu erklären versuchte, soll er geäußert haben, das Ganze wäre wohl einfacher ausgefallen, wenn der Allmächtige ihn bei der Weltschöpfung zu Rate gezogen hätte. Die Realität war in der Tat auch ohne den königlichen Einspruch einfacher, und das neue Weltbild des 17. Jahrhunderts war die gelungene Synthese der Theorien von Kopernikus, Kepler und Newton." Gotthard Strohmaier, Alhazen - Physik am Rande des Irrsinns, Spektrum der Wissenschaft 12/2004

Erst die Milchmädchenbetrachtungen brachten Fortschritt:

"Denn wie suchen wir Naturgesetze? Wir suchen durch Abstrahierung auf eine ideale Welt. Denn es gibt keinen freien Fall, kein absolutes Vakuum, keine isolierten Massen, keine idealen Gase/Flüssigkeiten, keine homogenen Gravitationsfelder, keine Bewegung ohne Reibung, keine kräftefreien Bewegungen FAZIT: Naturgesetze beschreiben die Welt, wie sich reale Systeme verhalten würden, wenn gewisse Bedingungen erfüllt wären. Und immer bewegen wir uns dabei in Annahmen, Anfangsbedingungen, irgendwelchen Randbedingungen, in der Idealität." Harald Lesch, Was hat das Universum mit mir zu tun?

Karl

wolfgangl hat geschrieben: Da stellt jemand eine Thema zur Diskussion und die hälfte der Antworten ist abwertend und bissig. Da geht es um Physiker und Ingenieure. Ketzerische Frage: "Können die beiden Arbeit verrichten?" Wenn ja, wozu gibt es dann die Praktiker?

Hab mir die Diskussion nochmal genau angeschaut und komme zum Schluss, dass dein Statement das einzige Abwertende und Bissige weit und breit ist

wolfgangl hat geschrieben:Ketzerische Frage: "Können die beiden Arbeit verrichten?" Wenn ja, wozu gibt es dann die Praktiker?

Hallo Wolfgang,

natürlich braucht die Welt auch Praktiker: http://books.slashdot.org/article.pl?si ... =192&tid=6

Grüsse von Karl

zum Laufband meine gewagten Thesen:

Es läuft sich darauf einfacher, weil man
1. einen Tempomacher hat (aus diesem Grund ist auch die Führungsarbeit beim Laufen so schwer)
2. der Untergrund keine Anforderungen an Ausgleichsarbeit stellt (die Füsse landen draußen auf immer etwas anderem Belag in immer etwas anderem Winkel)
3. die Schrittlänge konstant bleiben kann (draußen richtet sich der nächste Landepunkt auch nach den Bodengegebenheiten)
4. eine konstante Steigung hat (meist auf 2°, wohingegen draussen fast alle Strecken mehr oder weniger wellig sind)

und deshalb kann der Läufer auf dem Band einen effizienteren Stil laufen.

knightowl

So, das mit der Stutenbissigkeit bei Ingenieuren und Physikern ist jetzt eindeutig bewiesen.

Zum ursprünglichen Thema: Ein gegen die Laufrichtung strömender Wind ist eine Energie, die ich überwinden muß. Dafür muß ich Kraft aufwenden. Interessant wäre dann, wenn überhaupt, wieviel. Oder andersherum, welchen Anteil der eingestezten Energie muß ich gegen den Wind (bei Windstärke?) einsetzen?
Das das eine Rolle spielt, wird jeder bestätigen, der schon mal bei etwas stärkerem Gegenwind gelaufen ist. Also, wenn das interessant ist, müsste man wissen wieviel das ausmacht und ob es etwas bringt, bei Gegenwind anders zu Laufen als bei Rückenwind.

Bitte Rio, nochmal Rechnen.

Gruß Uwe

Bueffelchen hat geschrieben: Das das eine Rolle spielt, wird jeder bestätigen, der schon mal bei etwas stärkerem Gegenwind gelaufen ist. Also, wenn das interessant ist, müsste man wissen wieviel das ausmacht und ob es etwas bringt, bei Gegenwind anders zu Laufen als bei Rückenwind.

Jaja, für mich stellt sich auch die Frage, ist es von der Physik her wirklich so ein grosser Unterschied oder empfinden wir es nur als gravierenden Unterschied?

hallo zusammen,

noch mal zur Frage, ob Luftwiderstand für Läufer viel ausmacht: Was gilt denn bei Regen? Im Vergleich zur Luft wird bei Regen deutlich mehr Masse auf Laufgeschwindigkeit gebracht, und die dafür erforderliche Energie steht folglich nicht für das Aufrechthalten des Tempos zur Verfügung. Ergo sollten bei Regen nur merklich niedrigere Geschwindigkeiten möglich sein.

Zum Luftwiderstand haben Fallschirmspringer ihr eigenes Modell:

knightowl

Also, irgendeinen Widerstand muss es ja geben, sonst müsste man nur einmal beschleunigen und würde sich dann weiterbewegen. Irgendeine Kraft wirkt dagegen.
Ich vermute, dass Reibung (zum Boden) eine große Rolle spilet beim Laufen. Beim Schlittschulaufen, Inlineskaten ist die Reibung geringer-da macht dann der Luftwiderstand mehr aus als beim Laufen. Aber dasser beim Laufen gar nichts aus macht glaube ich nicht.
Allerdings ist die Geschwindigkeit beim Skaten auch höher (naja, bei den meisten ), da der Luftwiderstand quadratisch mit der Geschwindigkeit zunimmt, macht er da natürlich auch deutlich mehr aus. (Ich merks beim Rennradfahren: von 28 auf 30 beschleunigen geht noch recht problemlos. Von 30 auf 32 ist schon Quälerei)

So, nun packen wir noch Gegenwind dazu. Beim Skaten und Rennradfahren stört der mehr als beim Laufen. Ich vermute, wel eben beim Laufen die Reibung die größere Rolle spielt.
Aber klar hat der Wind auch auf den Läufer Einfluss.
Renn mal bei Sturm gegen den Wind an, dann merkst du's

Warum ein Läufer keine Arbeit leistet, ist mir nicht klar Weil er sich gleichförmig bewegt?Tut er doch gar nicht
Aber, ich studier Physik ja auch nur auf Lehramt

Ein Physiker, ein Mathematiker und ein Ingenieuer....

pingufreundin hat geschrieben: von 28 auf 30 beschleunigen geht noch recht problemlos. Von 30 auf 32 ist schon Quälerei

das muss ja nicht am luftwiderstand liegen

Steif hat geschrieben:Jaja, für mich stellt sich auch die Frage, ist es von der Physik her wirklich so ein grosser Unterschied oder empfinden wir es nur als gravierenden Unterschied?

Hallo Steif,

dieses Problem hat es bei jeglicher Art von Untersuchung: "Interessante Ergebnisse lieferten die ersten Untersuchungen, bei denen die Athleten nicht wussten, ob sie gerade im Flachland trainierten oder sich in simulierten 2.500 Meter Höhe verausgabten. Persönliches Empfinden und tatsächliche Höhe waren teilweise sehr unterschiedlich." Mehr: http://www.dshs-koeln.de/pressestelle/M ... 3/pm39.htm

Grüsse von Karl

nö, nicht nur. Aber Rückenwind hilft da gewaltig

na bitte, es gibt doch immer jemanden, der es untersucht hat.

Hier die Tabelle zur prozentualen Beeinträchtigung bei zunehmender Laufgeschwindigkeit.
Wieder nix mit Überschallgeschwindigkeit.

knightowl

So, hier mal ein paar Zahlen zu dem Thema, leider in englisch und mit Meilen:

Wind (MPH) % Effort Increase

1 0.0068
2 0.056
3 0.192
4 0.448
5 0.88
6 1.6
7 2.4
8 3.6
9 5.2
10 7.23
11 9.6
12 12.4
13 15.6
14 19.6
15 24

Mit anderen Worten: bei etwa 18 km/h Gegenwind benötigt man 10% mehr Kraft, d.h. man läuft etwa 10% langsamer. Ein gleich starker Rückenwind bringt allerdings nicht 10% Kraftreduktion, sondern nur etwa die Hälfte, d.h. 5%. Das liegt daran, daß sich der Windwiderstand aus zwei Komponenten zusammensetzt: dem Druckwiderstand und dem Verwirbelungswiderstand. Beim Gegenwind bremsen beide Komponenten, beim Rückenwind hilft der Druckwiderstand während der Verwirbelungswiderstand weiterhin bremst. Wind ist also keinesfalls zu vernachlässigen!
Zum Thema Laufband: hier fehlt der Windwiderstand, was man durch eine 1% Steigung zu kompensieren versucht. Bei einer Steigung von einem Prozent errechnen sich etwa 1050 Leistungsmeter für einen Kilometer (siehe Artikel auf meiner Homepage), d.h. man benötigt in etwa 5% mehr Kraft als beim Lauf auf gerader Fläche. Diese 5% entsprechen nach o.a. Tabelle etwa einem Gegenwind von knapp 9 Meilen/h d.h. etwa 14 km/h. Mit anderen Worten: dem 'Gegenwind' einer Laufgeschwindigkeit im Freien von 14 km/h bei unbewegter Luft. Wenn man auf einem Laufband bei diesem Winkel langsamer als 14 km/h läuft, dann ist es anstrengender als im Freien bei Windstille, wenn man auf dem Laufband schneller als 14 km/h läuft, dann ist es weniger anstrengend als im Freien.

Andreas

Ich nehmen mal die Gewichtskraft als grundlegende zu überwindende Kraft an. Zusätzlich kommt noch ein Fahrtwind, gegen den ich ich die Kraft = c * v^2 aufwenden muss. (c ist ungefähr 0,7 und setzt sich u.a. aus der Luftdichte, Widerstandsbeiwert und Stirnfläche zusammen)
Bei meinem Körpergewicht 77 kg und meiner 10km Bestzeit von 47:19 macht dann der Luftwiderstand einen Zeitunterschied von ca. 30s aus. Was ich einen Haufen Holz finde.

pingufreundin hat geschrieben:Warum ein Läufer keine Arbeit leistet, ist mir nicht klar. Weil er sich gleichförmig bewegt? Tut er doch gar nicht. Aber, ich studier Physik ja auch nur auf Lehramt. Ein Physiker, ein Mathematiker und ein Ingenieur ...

Hallo pingufreundin,

vier Jahre lang habe ich meinen Lebensunterhalt damit verdient, Physikstudenten, und zwar künftige Dipl.-Physiker und Lehramtskandidaten im Fortgeschrittenenpraktikum zu betreuen. Ich habe sie nie gefragt, zu welcher Sorte sie gehören. Aber nach spätestens 10 Minuten unverbindlicher Plauderei ausschließlich über das Experiment des Tages war mir klar, welche Sorte ich da vor mir hatte. Bei den Lehramtskandidaten habe ich stillschweigend immer ein Auge zugedrückt.

Grüsse von Karl

... und gegenüber einem Physikdozenten, der allen Ernstes behauptet, daß beim Laufen keine physikalische Arbeit geleistet wird, muß man schon mehr als zwei Augen zu drücken.

Fritz hat geschrieben:... und gegenüber einem Physikdozenten, der allen Ernstes behauptet, daß beim Laufen keine physikalische Arbeit geleistet wird, muß man schon mehr als zwei Augen zu drücken.

Das ist eben das Problem dieses Themas, die Materie ist zu komplex, um sie ohne vereinfachende Annahmen diskutieren zu können. Man muss halt einige Sachen vernachlässigen, sonst muss man gar nicht erst anfangen zu diskutieren.

Charlemagne vernachlässigt nun mal den Luftwiderstand und die Erdanziehung, somit ist seine Aussage absolut korrekt! Nur leider nicht mehr sinnvoll.

hi pingufreundin,

hier (Kap. 2) findest du eine Erklärung, warum beim Gehen bzw. Laufen doch Arbeit verrichtet wird.

knightowl

Tell hat geschrieben:Charlemagne vernachlässigt nun mal den Luftwiderstand und die Erdanziehung, somit ist seine Aussage absolut korrekt! Nur leider nicht mehr sinnvoll.

Aber solche sinnentstellende Vereinfachungen leisten sich ja nicht einmal Ingenieure!

Fritz hat geschrieben:Aber solche sinnentstellende Vereinfachungen leisten sich ja nicht einmal Ingenieure!

Kommt drauf an. Zum Beispiel kurz vor Feierabend, da muss man die Dinge manchmal ein Bisschen beschleunigen

Ja - kurz vor Feierabend definiere ich auch schon mal Fehler in Feature um...

Fritz hat geschrieben:Aber solche sinnentstellende Vereinfachungen leisten sich ja nicht einmal Ingenieure!

Nee, Fritz, laß mich raten, Du bist doch nicht am Ende ein Ing... oder oder ein Schulleh..., nee gar nicht oder?

Ing Uwe, und schon weg

Was ist denn das für ne Arbeit (jetzt mal nicht physikalisch gesehen) wo man um kurz vor eins schon Feierabend hat?

/me hat vielleicht doch das falsche gelernt...

RioLouco hat geschrieben:Als Ingenieur sehe ich mich geradezu genötigt, auf provozierende Art einige Fakten aus der Physik des Laufens beizusteuern und hoffe, dass die Threads zum Denken anregen, und lade Euch zur Diskussion ein. Gleichzeitig bitte ich Euch, die Threads nicht mit Bekleidungsthemen, Abnehmtipps oder sonstigem zu verwässern, ja?
Manchmal ist etwas Rechnung nötig. Wers nicht nachrechnen kann oder will, muss es halt glauben. In diesem Fall bitte ich aber darum, ebenfalls nicht zu verwässern.

das ist aber das schöne hier am Forum, man weiß nie genau wies läuft, man kann es gar nicht berechnen

jetzt muß ich aber wirklich noch ein bißchen rechnen

Bei den Lehramtskandidaten habe ich stillschweigend immer ein Auge zugedrückt.

Na endlich habe ich meinen persoenlichen Schuldigen fuer das Pisadebakel gefunden

RunRun

... und dieses Land soll in ein paar Monaten von einer Physikerin geführt werden...

Ich finde den Schrätt ja sowat von Geil das ich gerne die Rechte zwecks Veröffentlichung dafür hätte.

Ich würde ihn dann in der größten kenianischen Tageszeitung nach und nach veröffentlichen,ich glaube das wird der größte Lacherfolg in Ostafrika seit der Silbermedaillie von D.Baumann.
Das es ja noch 4 weitere Teile geben soll kommt da noch wat auf uns zu.

Hallo Karl,

charlemagne hat geschrieben:Bei den Lehramtskandidaten habe ich stillschweigend immer ein Auge zugedrückt.

sei froh, dass du nie Studenten im "Physikalischen Praktikum für Mediziner" zu betreuen hattest. Da hättest du beide Augen zudrücken müssen.

Grüsse
Michael

wolfgangl hat geschrieben:... und dieses Land soll in ein paar Monaten von einer Physikerin geführt werden...

Da müssen wir aber aufpassen, daß wir nicht mehr so viel laufen - weil wir dann alle "arbeitslos" werden .

Andreas

Hallo Rio,
es geht also darum, welche Rolle spielt der Luftwiderstand beim Laufen? Was bei der Betrachtung nun der Wind so genau zu suchen hat, erschließt sich mir nicht so ganz, dazu fehlt mir wohl die physikalische Weitsicht. Dass der Wind einen großen Einfluss auf die Laufgeschwindigkeit hat, dürfte klar sein. Praktisch dürfte hier vom Laufstil her nicht viel zu machen sein, Bekleidung, Haarschnitt, Rasur und noch viel mehr die Lauftaktik dürften eine Rolle spielen. Aber Luftwiderstand ... ist das nicht im Grunde was anderes (fragt der Nichtphysiker)?.

Ich habe hier einen netten Link für dich Rio - der dürfte interessant sein. Hier gibt es u. a. eine Herleitung über den Einfluss des Luftwiderstandes beim Sprint. Man kommt hier zu dem Schluss, das unter bestimmten Annahmen z. B. über Körpergewicht, Grundumsatz, Wirkungsgrad, cw-Wert, Querschnittsfläche des Körpers ... der Luftwiderstand etwa 13% des "Gesamtleistungsoutputs" eines Sprinters ausmacht.

Daraus habe ich dann aus den Formeln (Formel 1) berechnet, dass ohne Luftwiderstand der Gesamtleistungsinput von notwendigen ca. 4500 W auf ca. 3908 W sinken würde, was den für die gleiche Leistung notwendigen Gesamtleistungsinput um ca. 13,2% reduzieren würde.

Pin=100+(952/0,25)=3908 W

100=Grundumsatz
952=Gesamtleistungsoutput (Annahme war beim Sprinter 1100 W --> unterhalb Formel 8) minus 148 W (--> S. 11 im Dokument im Abschnitt "Horizontale Bewegung Laufen)
0,25=Wirkungsgrad des menschlichen Gesamtkörpers, angenommen als 25 % (--> S. 3 im Dokument)

Dein Fazit: "Der Luftwiderstand spielt kaum eine Rolle" - würde ich nach Lesen des Dokumentes unterschreiben, aber von praktischer Relevanz ist das ja wohl kaum, denn wir können wohl nichts gegen den Luftwiderstand tun, gegen Wind schon eher etwas und der hat in Sekunden ja einen recht großen Einfluss, wie ich dir als westwindgeschädigter durchaus bestätigen kann.

@Meerbuscher

Wieso "nichts dagegen zu machen". Du hast doch schließlich dich mit deiner Haarpracht soweit angepaßt, das du windschlüpfriger bist.-)

wolfgangl hat geschrieben:... und dieses Land soll in ein paar Monaten von einer Physikerin geführt werden...

Na wenn wir schon dabei sind...

Angela redete früh, aber sie lief nicht. Sie sei "ein kleiner Bewegungsidiot" gewesen, sagt sie. Erst mit fünf Jahren lernte sie, wie man einen Berg hinunterläuft. Dafür zeigte sie bereits in diesem Alter Bestimmer-Qualitäten: anstatt selbst zu laufen, schickte sie ihren drei Jahre jüngeren Bruder.


Und:

Andererseits war Angela Merkel FDJ-Kreisleitungsmitglied, bis 1984 FDJ-Sekretärin für Agitation und Propaganda – sie selbst sagt heute "Kulturfunktionärin" – und mußte in dieser Funktion u.a. das FDJ-Studienjahr organisieren, Gehirnwäsche im Sinne der SED. Das war nun gerade keine Funktion, die man annehmen MUSSTE. Die gesamtdeutsche Ministerin über die ostdeutsche FDJ-Aktivistin: "Ich war keine Heldin. Ich habe mich angepaßt."

Der komplette Text hier:

http://www.fembio.org/frauen-biographie ... rkel.shtml


Von Physik habe ich übrigens keine Ahnung.

Der Hiddestorfer hat geschrieben:@Meerbuscher

Wieso "nichts dagegen zu machen". Du hast doch schließlich dich mit deiner Haarpracht soweit angepaßt, das du windschlüpfriger bist.-)

HEY ... DER WAR ABER GANZ NEU FÜR MICH ...

Und wo wir dabei sind, auf den Spoiler in der Gesichtsmitte spricht man mich auch öfter an. Leider werden dessen Vorteile durch die Ohren wieder aufgehoben. Aber die lasse ich mir demnächst klappbar machen.

Und ansonsten ... übe ich schonmal fleißig das Seitwärtslaufen ... wegen des cw-Wertes.

@ Meerbuscher

Du kannst ja auch um den Cw- Wert zu verringern kleiner werden oder die Kugelform annehmen !

Und Arbeit ist Laufen doch. Ich gehe jetzt arbeiten.

Ganzschnellwechduck

hmmm, bei uns ist der Unterschied zwischen LA und Dipl studi auch zu merken.
Die LAs müssen überlegen und erklären und die Zusammenhänge bschreiben (spätestens in den Praktikums-Protokollen)Die anderen rechnen eben
Man kann z.B. anschaulich erklären, was ein Halbleiter ist und wie Dioden funktionieren. Oder man leitet dafür die Schrödinger Gleichung her (nee, ich hab den Zusammenhang nicht verstanden, muss ich zum Glück auch nicht)
Die Physik treibt einem manchmal das enfach Denken aus. Ob das immer gut ist? Neulich dachte ich z.B. ich könnte mit meinen Schülern das Thema Kräfte icht behandeln, weil sie doch gar keine Vektor-Rechnung können...
Ähhh, mal zurück zur Frage: also, warum wird beim LAufen keine Arbeit verrichtet?
weil die Kraft, die den Läufer bewegt, icht von außen kommt?
A, ich habs!Ein Läufer ist ein Perpetuum Mobile -er bewegt sich, ohne dass eine Kraft auf ihn wirkt

pingufreundin hat geschrieben:hmmm, bei uns ist der Unterschied zwischen LA und Dipl studi auch zu merken. Die LAs müssen überlegen und erklären und die Zusammenhänge bschreiben (spätestens in den Praktikums-Protokollen)Die anderen rechnen eben. Man kann z.B. anschaulich erklären, was ein Halbleiter ist und wie Dioden funktionieren. Oder man leitet dafür die Schrödinger Gleichung her (nee, ich hab den Zusammenhang nicht verstanden, muss ich zum Glück auch nicht). Die Physik treibt einem manchmal das enfach Denken aus. Ob das immer gut ist? Neulich dachte ich z.B. ich könnte mit meinen Schülern das Thema Kräfte icht behandeln, weil sie doch gar keine Vektor-Rechnung können...

Hallo pingufreundin, vielleicht solltest du doch Medizin studieren.

pingufreundin hat geschrieben:Ähhh, mal zurück zur Frage: also, warum wird beim LAufen keine Arbeit verrichtet? weil die Kraft, die den Läufer bewegt, icht von außen kommt? A, ich habs!Ein Läufer ist ein Perpetuum Mobile -er bewegt sich, ohne dass eine Kraft auf ihn wirkt.

charlemagne hat geschrieben:Ein Läufer leistet zwar keine Arbeit, weil er sich gleichförmig dahin bewegt. Wir wissen aber, dass das Laufen einige hundert Watt Leistung erfordert, denn die Anstrengung ist vergleichbar mit der Leistung auf dem Ergometer.

Einen kurzen Absatz bestehend aus zwei Sätzen als eine gedankliche Einheit zu betrachten scheint nicht länger möglich zu sein.

Karl