Der unglaubliche Körperbau von Simone Biles‘ Yurchenko-Doppelhecht

Ein Turner kann tatsächlich beide Rotationsarten gleichzeitig ausführen, was diesen Sport so interessant macht. In der Physik würden wir diese Art von Bewegung eine „starre Körperrotation“ nennen. Aber offensichtlich sind Menschen nicht starr, daher kann die Mathematik zur Beschreibung dieser Art von Rotationen recht kompliziert sein. Der Kürze halber beschränken wir unsere Diskussion nur auf Saltos.

Es gibt drei Arten von Saltos. Es gibt das „Layout“, bei dem der Turner seinen Körper in einer geraden Position hält. Es gibt den „Hecht“, bei dem er sich an der Hüfte in einem etwa 90-Grad-Winkel beugt. Schließlich gibt es noch den „Tuck“, bei dem die Knie in Richtung Brust angehoben werden.

Was ist der physikalische Unterschied?

Rotationen und Trägheitsmoment

Wenn Sie die Physik einer Rotation verstehen möchten, müssen Sie das Trägheitsmoment berücksichtigen. Ich weiß, es ist ein seltsamer Begriff. Beginnen wir mit einem Beispiel mit Booten. (Ja, Boote.)

Angenommen, Sie befinden sich auf einem Steg neben einem kleinen, dort treibenden Boot, das nicht vertäut ist. Was passiert, wenn Sie Ihren Fuß auf das Boot setzen und es schieben? Ja, das Boot entfernt sich, aber es macht etwas anderes. Das Boot auch beschleunigt als er sich entfernt. Diese Geschwindigkeitsänderung ist eine Beschleunigung.

Stellen Sie sich nun vor, Sie bewegen sich am Dock entlang und wählen ein viel größeres Boot, etwa eine Yacht. Wenn Sie Ihren Fuß darauf setzen und es mit der gleichen Kraft für die gleiche Zeitspanne wie das kleinere Boot schieben, bewegt es sich dann? Ja ist es. Allerdings erhöht sich seine Geschwindigkeit aufgrund der größeren Masse nicht so stark wie die des kleineren Bootes.

Die Schlüsseleigenschaft in diesem Beispiel ist die Masse des Bootes. Mit mehr Masse ist es schwieriger, die Bewegung eines Objekts zu ändern. Manchmal nennen wir diese Eigenschaft von Objekten das Trägheit (nicht zu verwechseln mit das Trägheitsmoment– wir kommen bald darauf zurück).

Wenn Sie das Boot anschieben, können wir diese Kraft-Bewegungs-Wechselwirkung mit einer Form des zweiten Newtonschen Gesetzes beschreiben. Es sieht aus wie das: