Seite - 216 - in Stoßprobleme in Physik, Technik und Medizin - Grundlagen und Anwendungen

216 8 AusgewählteAnwendungenvonStoßproblemen Auf der Grundlage des Kollisionsmodells aus Gl.(8.11) untersuchten Salo et al. [82] numerisch die Bildung viskoser Instabilitäten, die ebenfalls durch hohe optischeDichten erzeugt werden. Ballouz et al. [83] studierten den Zusammenhang zwischenwakes und viskosenInstabilitäten.Siestelltenfest,dassSystemeausTeilchenmit„glatten“Oberflächen (d.h. wenig Reibung) zur Bildung vonwakes tendieren, während die viskose Instabilität durchhoheReibungzwischendenPartikelnbegünstigtwird.ZurModellierungdereinzelnen KontakteverwendetendieAutor*inneneineinfachesFeder-Dämpfer-ModellmitReibung. 8.5 AnwendungenimSportbereich 8.5.1 Ballsportarten Ballsportarten17 sind ebenso vielfältig wie weit verbreitet. Die wissenschaftliche Unter- suchung verschiedener Stoßprobleme imBereich des Sports geschiehtmeistens vor dem Hintergrund,dass,gerade inWettbewerbssportarten,die technischenVoraussetzungen(wie beispielsweiseBälleoderSchläger) für alleSpieler*innendurchRegeln standardisiert und vereinheitlichtwerdensollen,damitnurdie„reine“ sportlicheLeistungüberSiegundNie- derlage entscheidet. Von der Seite derWettkämpfer*innen besteht dagegen das Interesse, sich trotzdemimRahmendesReglementseinenmöglichstgroßen technologischenVorteil zuverschaffen. ZahlreicheArbeiten existieren zur Physik der Kollisionen beimTennis [84], Baseball [85],Golf [86],Cricket [87] undHurling [88].Dies betrifft sowohl denKontakt zwischen BallundBodenalsauchdenzwischenBallundSchläger.BeidessindimAllgemeinenebene StößemitReibungeinerKugel aufeinegeradeoder leichtgekrümmteUnterlage. DiemeistenwissenschaftlichenUntersuchungen der Stoßdynamik imSport sind dabei experimentellerNatur.Beider theoretischenAnalysegelangenbisherStarrkörper-Modelle [89]undFEM-basierteModelle [90]zurAnwendung18.AndieserStellebietenkontaktme- chanischeModelle eine einfache, aber robuste „Zwischenlösung“, daStarrkörper-Modelle dasdynamischeVerhaltenoftnurunzureichenderfassen19undFEM-basierteUntersuchun- gennumerischvergleichsweiseaufwendigsind. IndenfrüherenKapitelnstanddieKontaktmechanikmassiverKörperimMittelpunkt,die dieAnnahmenderHalbraumhypotheseinausreichenderNäherungerfüllen.Aberinwieweit trifft das auf Sportbälle zu?DerTennisball oder der Spielball beimBaseball deformieren sichwährendderKollisionensehrstark[93];diemeistenSportbällestellenaußerdemanstatt 17DiesbezeichnetSportarten,indenenBälleeinewesentlicheRollespielen;insofernfallendarunter– entgegenderumgangssprachlichenVerwendungdesBegriffs,dieinderRegelaufTorspielefokussiert ist –beispielsweiseauchGolfoderTennis. 18Eine guteÜbersicht über analytische undFEM-basierteModelle imBereich desBaseball bietet dieArbeit vonCross [91]. 19Fürdie InteraktionzwischenSchlägerundBallbeimCricketdemonstriertendiesAllenetal. [92].