Die Physik hinter dem Sport
Warum wir nicht vom Rad fallen und der Bauchklatscher wehtut: Für etwa 500 Juniorstudenten der Kinder-Uni gestaltete das Schülerlabor „Wunderland Physik“ am 1. März 2015 eine Experimentalvorlesung
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Dr. Sascha Gruner (l.) und PD Dr. Gunter Beddies vom "Wunderland Physik" brachten ihr Publikum zum Staunen. So demonstrierten sie mit Hilfe von Modellen, was bei einem "Bauchklatscher" ins Aquarium mit der Bewegungsenergie passiert. Foto: Mario Steinebach -
Bereits beim gemeinsamen Aufwärmen wurde im Hörsaal jede Menge Energie freigesetzt. Foto: Mario Steinebach -
Sport hat auch etwas mit Gleichgewicht zu tun. Um zu zeigen, was Gleichgewicht überhaupt ist, griff Dr. Sascha Gruner zu einigen Küchenutensilien. Dieses Experiment darf nach Aussage des Physikers gern nachgemacht werden, "jedoch nicht mit Omas wertvollem Geschirr". Foto: Mario Steinebach -
Je weniger Reibung besteht, umso besser können sich Sportler oder Physiker bewegen. Foto: Mario Steinebach -
Die Energieumwandlung beim Schießen mit Pfeil und Bogen erläuterte Dr. Gunter Beddies mit Hilfe einer Armbrust. Foto: Mario Steinebach -
Wie mit Hilfe eines Fahrrades Energiesparlampen zum Leuchten gebracht werden könnte, zeigte dieses Experiment. Alle Versuche wurden übrigens von einer mobilen Kamera aufgezeichnet, damit alle Juniorstudenten und die Eltern im Nachbarhörsaal die Versuche auf Großleinwänden gut verfolgen konnten. Foto: Mario Steinebach -
Ein Juniorstudent steckte viel Kraft in die Bewegung eines Medizinballs. Die dabei entstandene Energie entspricht jedoch nur einem Bruchteil der Energie, die in einem Schokoriegel steckt. Dennoch: Sport ist gesünder! Foto: Mario Steinebach -
Dr. Gunter Beddies erklärte auch, warum die Schlittschuhläufer so gut über das Eis gleiten können. Foto: Mario Steinebach -
Dass Fliehkräfte auch beim Bau von Bobbahnen unbedingt zu berücksichtigen sind, verdeutlichte dieses Experiment. Foto: Mario Steinebach -
Und dass es beim Skispringen auf die richtige Bahn ankommt, zeigten die Physiker mit einem einfachen Versuch, bei dem ein Wasserstrahl aus einem Schlauch schoss. Foto: Mario Steinebach -
Welche Bedeutung Drehimpulse beim Fahrradfahren haben, zeigte Dr. Sascha Gruner mit diesem Experiment. Foto: Mario Steinebach -
Bevor gezeigt werden konnte, dass ein Fahrrad auch ohne Fahrer durch den Hörsaal sausen kann, musste es mit einem technischen Hilfsmittel trotzdem auf Touren gebracht werden. Im anschließend Versuch wurde jedoch deutlich, dass beim Radfahren die Hände an den Lenker gehören ... Foto: Mario Steinebach -
... das hatte Dr. Gunter Beddies bereits zu Beginn der Vorlesung der Kinder-Uni Chemnitz demonstriert. Foto: Mario Steinebach
Schon als die etwa 500 Kinder gemeinsam mit ihren Eltern oder Großeltern den größten Hörsaal der Technischen Universität Chemnitz betraten, konnten sie den riesigen Experimentalaufbau bestaunen, der sich zu ihren Füßen ausbreitete. Mehrere Tage hat das Team des Schülerlabors „Wunderland Physik“, welches am Institut für Physik der TU beheimatet ist, benötigt, um mit allerlei technischen Gerät den Besuchern der letzten Ausgabe der Kinder-Uni Chemnitz im Wintersemester 2014/15 am 1. März die physikalischen Vorgänge anschaulich zu vermitteln. Die Vorlesung widmete sich dem Thema „Sportliche Physiker & physikalische Sportler – spannende Experimente rund um die Physik des Sports“. Und sportlich wurde es gleich zu Beginn, als Privatdozent Dr. Gunter Beddies die Juniorstudenten und ihre Begleiter dazu animierte, sich mit Aufwärmübungen und Kniebeugen etwas aufzulockern.
Daran ließ sich auch hervorragend ein Kernelement der Physik des Sports demonstrieren – der Energieverbrauch. Es folgten grundlegende physikalische Experimente, die den Sieben- bis Zwölfjährigen die naturwissenschaftlichen Effekte sportlicher Aktivitäten näherbringen und so manche offene Frage klären konnten. Dr. Sascha Gruner, der das Schülerlabor leitet, führte gemeinsam mit Dr. Beddies so zum Beispiel vor, warum Reibung so wichtig für einen festen Stand ist, wie die Energieumwandlung beim Schießen mit Pfeil und Bogen geschieht oder worin der Mensch einer Dampfmaschine ähnelt. Nach und nach spürten die beiden Physiker dabei verschiedenen Sportarten nach. Die Kinder konnten mit Hilfe eines Modells sehen, warum wir auf eisigen Flächen Schlittschuhlaufen können, wie Skispringer nur anhand ihrer Körperhaltung ähnlich wie eine Tragfläche Aufwind bekommen können oder was die Fliehkraft mit der Konstruktion einer Bobbahn gemein hat. Um den Juniorstudenten das Prinzip des Drehimpulses, der dafür sorgt, dass wir nicht vom Fahrrad fallen, zu erklären, rollten sogar Miniaturfahrräder quer durch den Hörsaal.
Regelmäßig wurde das Gelingen der Experimente von den Juniorstudenten mit dem unitypischen „Klopf-Applaus“ quittiert. Doch für die Kinder blieb es nicht nur beim Zuschauen – mutige Freiwillige durften kräftig in die Pedale treten, um mit ihrer eigens erzeugten Energie eine Glühlampe zum Leuchten zu bringen. Aber auch wie viel Energie durch sportliche Betätigung verbraucht wird, wurde mit tatkräftiger Unterstützung der Kinder visualisiert. So lebensnah präsentiert, blieben die physikalischen Gesetze hinter den athletischen Ertüchtigungen für das junge Publikum sicher kein Rätsel mehr.
Die Leiterin der Kinder-Uni Chemnitz, Brita Stingl, hat das Thema der nächsten Vorlesung im Sommersemester 2015 noch nicht verraten. Zum Trost gab es für den Nachhauseweg für jeden Juniorstudenten eine Milchschnitte, deren Energiegehalt übrigens identisch ist mit der Summe der Energie, die bei mehreren Tausend Rollbewegungen eines Medizinballs entsteht. Doch vermutlich haben sich nur noch einige Kinder beim Hineinbeißen in die Leckerei an das dazugehörige Experiment der Physiker erinnert.
Weitere Informationen und das Programm der Kinder-Uni: http://www.tu-chemnitz.de/kinderuni
(Autor: Andy Schäfer)
Mario Steinebach
01.03.2015
