Gegenwirkung und Drehrückstoß 

Reaktionskräfte

Das Reaktionsgesetz (3. Newtonsches Gesetz) besagt:

Wirkt ein Körper A auf einen Körper B die Kraft F aus,
dann übt Körper B auf A eine gleichgroße, aber entgegengesetzt gerichtete Kraft F aus.

Bei sportlichen Bewegungen liefert in der regel die mechanische Umwelt die Reaktionskraft zur Muskelkraft des Sportlers.
actio = reactio


Finden  Aktionen bestimmter Körperteile keine Reaktion in der Umwelt (Flugbewegungen, freier Fall), so sind notwendigerweise Gegenbewegungen anderer Körperteile die Folge.

Beispiel Weitsprung:
Der Springer bringt während der Flugphase die Beine nach vorne.
Nach dem Prinzip der Gegenwirkung wird automatisch der Oberkörper nach vorne gebeugt.
(oder umgekehrt ?)
        Animationen Weitsprung
 
 

Beispiel Hürdenlauf

 

Beispiel Skilauf
 
 
 

Drehrückstoß
Drehrückstoß benötigen wir besonders bei Bewegungen, bei denen das Gleichgewicht wiederhergestellt werden soll. Die Arme können z.B. durch das Schwingen nach hinten bzw. in Gegenrichtung einen Sturz vermeiden helfen (was meist reflektorisch geschieht).
Beispiele:

(nach Wiemann)

 Beispiel Sprung

Hat ein Springer in der zweiten Flugphase zu viel Vorlage, so kann er durch Armkreisen vorwärts eine korrekte Landung erreichen.
Zu einer Wirkung besteht  immer eine entgegengesetzt gerichtete und gleich große Gegenwirkung. (Gegenwirkungsprinzip)
 Nach dem Absprung ist die Flugbahn des Körperschwerpunkts durch die Schwerkraft  und den Absprungimpuls festgelegt. In diesem Zustand gilt der Impulserhaltungssatz: Der Gesamtimpuls des Springers kann in der Flugphase durch innere mechanische Kräfte, z. B. die Muskelkraft, nicht mehr verändert werden. Einem Teil des Körpers kann jedoch beispielsweise ein Drehimpuls vermittelt werden, wenn gleichzeitig  in einem anderen Körperteil ein gleich großer, aber entgegengesetzter Drehimpuls entsteht. Der Gesamtimpuls bleibt also konstant.
 Demnach ermöglicht das Armkreisen vorwärts ein Wiederaufrichten des Rumpfes(Rückwärtsdrehung).
Der Drehimpuls der Arme muss gleich groß sein wie  der Drehimpuls des Rumpfes (actio = reactio), diesem aber entgegengerichtet sein. Da  das Trägheitsmoment des korrigierenden Körperteils (hier also der Arme) im Vergleich zum Trägheitsmoment des zu korrigierenden Körperteils (Rumpf) relativ klein  ist, muss für eine geringfügige Korrektur der Körperhaltung verhältnismäßig schnelles  und weiträumiges Armkreisen erfolgen.
 
 

Sichtbarmachung von Reaktionskräften mit Hilfe eines Drehstuhls

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Beispiel Skilauf
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