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Wenn der Schlägerkopf den Ball trifft
Die entscheidenden Geschwindigkeiten während des Treffpunktes sind Schlägerkopfgeschwindigkeit und Ballgeschwindigkeit. Da diese beiden unterschiedlich sind, dürfen sie nicht verwechselt werden. Die Ballgeschwindigkeit ist stets höher als die Schlägerkopfgeschwindigkeit. Angenommen, das Schlägerblatt stehe im Treffmoment (wie im Idealfall) senkrecht zur Zielrichtung und die Masse des Schlägers m1 verhalte sich zur Masse des Balles m2 wie 5:1 ergäben sich für einen voll elastischen Stoß sowie für einen voll inelastischen Stoß zwei Geschwindigkeiten v2´ = 10/6.v1 und v2´´ = 5/6.v1, die den Bereich bilden, in dem der tatsächliche Wert liegen müsste. Trifft der Schlägerkopf mit einer Geschwindigkeit von 35 m/s auf den Ball, wird er auf etwa 29 m/s abgebremst.

Nach dem Gesetz der Impulserhaltung, muss der Impuls der Fehlenden 6 m/s folglich auf den Ball übertragen worden sein. Diese Energiedifferenz wirkt als Verformungsarbeit auf den Ball. Abbildung 52 zeigt typische Verformungsbilder für einen Modellball beim Aufprall auf eine starre Oberfläche. Diese elastische Verformung eines Golfballs wird durch den Faktor der Wiederherstellung CR (coefficient of restitution) dargestellt und drückt das Verhältnis zwischen der relativen Geschwindigkeit, mit der der Ball das Schlägerblatt verlässt, und der Schlägerkopfgeschwindigkeit aus. Nimmt man also für CR einen durchaus realistischen Wert von 0,8 und ein Massenverhältnis von Schlägerkopf zu Ball von 5:1 an, erreicht der Ball die 1,5fache Geschwindigkeit des Schlägerkopfes. Startet der Ball also mit 50 m/s, so ging unter den getroffenen Annahmen eine Schlägerkopfgeschwindigkeit von 35 m/s voraus. So sind Ballgeschwindigkeiten von 200 km/h bis 300 km/h durchaus möglich. Durch variieren der Schlägerkopfgeschwindigkeit lässt sich also auch die Weite des Balles beeinflussen. Weitere Möglichkeiten die Geschwindigkeiten zu erhöhen, stoßen jedoch an Grenzen: Eine Möglichkeit wäre, die Masse des Schlägerkopfes zu erhöhen, wobei jedoch hier das Problem ist, den nun schwereren Schlägerkopf auf die gleiche Geschwindigkeit v1 zu beschleunigen. Zweitens wäre es möglich, elastischere, aber dennoch griffige Bälle, mit hohem Wiederherstellungsfaktor CR zu produzieren, was jedoch an die Grenzen der eingeschränkten Bestimmungen des Royal and Ancient Golf Clubs von St. Andrews stößt (siehe 3.2.4.).

Seitlich abweichende Flugbahnen
Da schon eine seitliche Verdrehung des Schlägerblattes im Treffmoment um ein einziges Grad den Ball in seitliche Rotation versetzt und somit eine abweichende Flugbahn beschreibt, ist der gerade Schlag schwer zu praktizieren und kaum real. Sehr oft erfordern auch hohe Bäume oder Büsche auf dem Golfplatz gekrümmte Flugkurven, um sie zu umspielen und so trotzdem das Ziel zu erreichen. Die wichtigsten Parameter, die die seitlichen Abweichungen der Flugbahn bestimmen, sind die Standposition des Spielers, die Schwungrichtung des Schlägers und die Drehung des Schlägerblattes gegenüber der Schwungrichtung. Folgende verschiedene Fälle können auftreten:

Abb.53: Schwungbahn von Außen nach Innen.

Der Ball wird in jedem Fall links vom Ziel starten.

 

a) PULL: Das Schlägerblatt ist senkrecht zur Schwungrichtung ausgerichtet. Der Ball startet nach links und beschreibt eine gerade Flugbahn.

 

b) FADE: Das Schlägerblatt ist im Vergleich zur Schwungrichtung nach rechts gedreht (geöffnet). Der Ball startet nach links und beschreibt eine nach rechts gekrümmte Flugbahn.

 

c) PULL-HOOK: Das Schlägerblatt ist im Vergleich zur Schwungrichtung nach links gedreht (geschlossen). Der Ball startet nach links und beschreibt eine nach links gekrümmte Flugbahn.

 

 

 

Abb.54: Gerade Schwungbahn.

Der Ball wird in jedem Fall in Richtung Ziel starten.

 

 
a) GERADER SCHLAG: Das Schlägerblatt ist senk-recht zur Schwungrichtung ausgerichtet. Der Ball fliegt absolut gerade.

 

 

b) SLICE: Das Schlägerblatt ist Vergleich zur Schwung-richtung geöffnet. Der Ball startet gerade und beschreibt eine nach rechts gekrümmte Flugbahn.

 

c) HOOK: Das Schlägerblatt ist im Vergleich zur Schwungrichtung geschlossen. Der Ball startet gerade und beschreibt eine nach links gekrümmte Flugbahn.

 

 
In Abbildung 55 sind einige typische Flugbahnen in der Draufsicht von oben aufgezeichnet. Wie aus der Abbildung ersichtlich, beschreiben auch in Wirklichkeit nach links abweichende Bahnen in der Regel niedrigere Ballkurven und erreichen größere Weiten als nach rechts fliegende. Das liegt daran, dass ein einwärts verdrehtes Schlägerblatt (geschlossenes Schlägerblatt) während des Treffmoments das effektive Loft verringert, wobei ein nach außen gedrehtes Blatt (geöffnetes Schlägerblatt) gegensätzliches bewirkt (Abbildung 56).

 

 

Abb.56: Im Gegensatz zum geraden Schlägerblatt (links) bewirkt ein geöffnetes (Mitte) eine Erhöhung des Loftes, wobei ein geschlossenes Schlägerblatt des Loft verringert.

Die Theorie des Doppelpendels
Es ist die geeignete Bewegung, der Golfschwung, der es erlaubt, dem Ball eine kontrollierte, möglichst gut reproduzierbare Flugbahn zu verleihen. Der Schlüssel, man praktiziere einen Doppelpendel. Wir übernehmen für die Abbildung 1 das Modell von Jorgensen und vergleichen mit Illustrationen. Der Pendelarm A stellt vereinfacht die Schultern und Arme dar, Pendelarm C, den Schläger. Der Angelpunkt zwischen diesen beiden Pendelarmen ist das Handgelenk X. Der Winkel ß zwischen A und C kann wegen der Anatomie des Handgelenks 90° nicht wesentlich überschreiten. Der zweite Angelpunkt O beschreibt etwa die Mitte der Schultern des Spielers und um diesen Punkt schwingen die Pendelarme. Abbildung 57 zeigt die Abschwungphase des Golfschwungs, unterteilt in drei Abschnitte vom Anfang des Abschwungs bis zum Treffpunkt des Balles. Das Zeitverhalten für den charakteristischen Winkel a, die Winkelgeschwindigkeit und die Winkelbeschleunigung lässt sich in Modellrechnungen simulieren. Bei t = 0 s, dem Beginn des Abschwungs, ist der Winkel a = 0° und beim Treffpunkt etwas weniger als 180°. Für den gesamten Abschwung werden etwa 0,3 s benötigt. Der Winkel ß behält seinen Wert ß = 90° bis etwa zur Hälfte des Abschwungs (sog. Slot) und verringert sich bis zum Treffpunkt bis auf etwa 10°. Dies bewirkt eine Verringerung des Loftes um etwa den gleichen Wert. Obwohl es sich hier um ein vereinfachtes Modell handelt, ist der Sachverhalt klar: der Pendelarm A wird durch Muskelkraft auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigt. Aufgrund dieser Beschleunigung und der daraus resultierenden Zentrifugalkraft strebt ß a 0°. Der äußerste Punkt des Armes (= Schlägerkopf), der zugleich eine relativ große Masse besitzt, erfährt maximale Beschleuni-gung und weist bei ß = 0° maximale Geschwindigkeit auf. Diese Geschwindigkeit ist um ein Vielfaches größer als die im Punkt X (Handgelenk). Um daher maximale Schlägerkopfgeschwindigkeiten während des Treffpunkts zu erreichen ist die Kunst des Golfschlags die, genau zum Zeitpunkt wo ß = 0° und somit vSchlägerkopf = maximal den Ball zu treffen (Abbildung 57c). Der entscheidende Zeitpunkt dabei ist der sog. Slot (Abbildung 57b). Der bis zu diesem Zeitpunkt konstant gehaltene Winkel ß verkleinert sich fortlaufend und der gesamte Radius vergrößert sich. Da die Bahngeschwindigkeit v = ?r ist, ist sie am Schlägerkopf bei ß = 0° maximal. Also, je länger der Schläger, desto größer vTreffpunkt. Deshalb sind die Schlägerkopfgeschwindigkeiten beim Holz 1(Driver) am größten. In Abbildung 58 ist ein errechnetes Doppelpendel-Diagramm dargestellt.

Bei einem Golfschwung handelt es sich jedoch nicht wie oben vereinfacht dargestellt allein um den Schlag mit den Armen, vielmehr spielt der Körperrumpf die entscheidende Rolle. Bei dem Fixpunkt O handelt es sich in Wirklichkeit um eine Rotationsachse, die durch die Mitte des Körpers von Kopf bis zu den Zehenspitzen reicht. Die Einleitende Bewegung des Rückschwungs erfolgt durch den Oberkörper und die Arme bis zum Ende des Rückschwungs (Abbildung 57c). In dieser Phase ist der Oberkörper gegenüber den Beinen und der Hüfte stark verdreht. (Abbildung 59, Abbildung 60). Die anschließende Drehung der Hüfte in Richtung Ziel als Einleitung des Abschwungs beschleunigt aufgrund der aufgebauten Drehspannung (Torsion) den gesamten Oberkörper. Diese Drehspannung strebt danach, alle Fasern wieder geradezurichten, löst sich ab dem zuvor erwähnten entscheidenden Punkt (Abbildung 57b) und bewirkt eine Beschleunigung der Hände und schließlich des Schlägerkopfes auf bis zu 300 km/h (Abbildung 61).Durch die Beschleunigung des Schlägers wirken auf dessen Kopf enorme Fliehkräfte ein. Es wurden bis zu 500 g (g = Fallbeschleunigung) gemessen. Anders gesagt: Der Schläger wiegt kurzzeitig das 500fache seines Eigengewichts.

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