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Tagebuch eines Hardcore-Läufers: Physikalische Kollisionsdynamik

Wenn zwei Objekte zusammenstoßen, ist das Ergebnis rein physikalischer Natur. Dies gilt unabhängig davon, ob es sich um ein mit hoher Geschwindigkeit auf einer Autobahn fahrendes Auto, eine Billardkugel, die über einen Filztisch rollt, oder einen Läufer handelt, der mit einer Geschwindigkeit von 180 Schritten pro Minute auf den Boden aufprallt.

Die spezifischen Eigenschaften des Bodenkontakts bestimmen die Laufgeschwindigkeit, doch die meisten Läufer beschäftigen sich kaum mit ihrer „Aufpralldynamik“. Sie achten zwar auf ihre wöchentlichen Kilometer, die Distanz ihrer Langstreckenläufe, ihre Laufgeschwindigkeit, ihre Herzfrequenz, die Struktur ihres Intervalltrainings usw., übersehen aber oft, dass die Laufleistung von der Qualität der Interaktion zwischen Läufer und Boden abhängt und dass das Ergebnis jedes Kontakts vom Winkel der Bodenkontakte bestimmt wird. Dieses Prinzip ist beim Billardspielen bekannt, wird beim Laufen aber häufig vernachlässigt. Läufer achten meist überhaupt nicht auf die Winkel, in denen ihre Beine und Füße den Boden berühren, obwohl manche Winkel die Vortriebskraft maximieren und das Verletzungsrisiko minimieren, während andere zusätzliche Bremskräfte erzeugen und die Verletzungsgefahr erhöhen.

Menschen laufen in ihrem natürlichen Gang und sind fest davon überzeugt, dass dies die beste Lauftechnik ist. Die meisten Läufer achten nicht auf den Kraftangriffspunkt beim Bodenkontakt (ob mit der Ferse, der gesamten Fußsohle oder dem Vorfuß). Selbst wenn sie den falschen Kontaktpunkt wählen, der die Bremskraft und das Verletzungsrisiko erhöht, erzeugen sie dennoch eine größere Kraft in ihren Beinen. Nur wenige Läufer berücksichtigen die Härte ihrer Beine beim Bodenkontakt, obwohl diese einen wichtigen Einfluss auf das Aufprallkraftmuster hat. Je steifer der Boden beispielsweise ist, desto größer ist die Kraft, die nach dem Aufprall auf die Beine des Läufers zurückwirkt. Je härter die Beine sind, desto größer ist die nach vorne gerichtete Kraft, die beim Abstoßen auf den Boden erzeugt wird.

Durch die Berücksichtigung von Faktoren wie dem Bodenkontaktwinkel der Beine und Füße, dem Kontaktpunkt und der Härte der Beine lässt sich die Kontaktsituation zwischen Läufer und Boden vorhersagbar und reproduzierbar gestalten. Da kein Läufer (nicht einmal Usain Bolt) sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann, gelten Newtons Bewegungsgesetze für das Ergebnis des Bodenkontakts unabhängig von Trainingsumfang, Herzfrequenz oder aerober Kapazität des Läufers.

Im Hinblick auf Aufprallkraft und Laufgeschwindigkeit ist Newtons drittes Gesetz besonders wichtig: Es besagt Folgendes: Ist das Bein eines Läufers beim Aufsetzen relativ gestreckt und befindet sich der Fuß vor dem Körper, so berührt dieser Fuß den Boden nach vorne und unten, während der Boden Bein und Körper des Läufers nach oben und hinten drückt.

Wie Newton schon sagte: „Jede Kraft hat eine gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Reaktionskraft.“ In diesem Fall wirkt die Reaktionskraft genau entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung, die der Läufer anstrebt. Anders ausgedrückt: Der Läufer möchte sich vorwärts bewegen, doch die beim Aufprall auf den Boden entstehende Kraft drückt ihn nach oben und hinten (siehe Abbildung unten).

drück ihn hoch und rückwärts

Wenn ein Läufer mit der Ferse den Boden berührt und sich der Fuß vor dem Körper befindet, ist die Richtung der anfänglichen Aufprallkraft (und der daraus resultierenden Schubkraft) nach oben und hinten gerichtet, was weit von der erwarteten Bewegungsrichtung des Läufers entfernt ist.

Setzt ein Läufer den Fuß im falschen Winkel auf, so besagt Newtons Gesetz, dass die erzeugte Kraft nicht optimal ist und er daher nie seine Höchstgeschwindigkeit erreichen kann. Aus diesem Grund ist es für Läufer unerlässlich, den korrekten Bodenkontaktwinkel zu erlernen; er ist ein grundlegendes Element des korrekten Laufstils.

Der entscheidende Winkel beim Bodenkontakt ist der sogenannte Tibiawinkel. Er wird durch den Winkel zwischen Schienbein und Boden bestimmt, der beim ersten Bodenkontakt des Fußes entsteht. Der Tibiawinkel wird genau in dem Moment gemessen, in dem der Fuß den Boden berührt. Um den Tibiawinkel zu bestimmen, wird eine gerade Linie parallel zum Schienbein vom Mittelpunkt des Kniegelenks zum Boden gezogen. Eine weitere Linie verläuft vom Kontaktpunkt dieser Linie mit dem Boden gerade nach vorn. Von diesem Winkel werden 90 Grad subtrahiert, um den tatsächlichen Tibiawinkel zu erhalten. Dieser entspricht dem Winkel zwischen dem Schienbein im Kontaktpunkt und der Senkrechten zum Boden.

Beträgt der Winkel zwischen Boden und Schienbein beim ersten Bodenkontakt des Fußes beispielsweise 100 Grad (siehe Abbildung unten), so beträgt der tatsächliche Schienbeinwinkel 10 Grad (100 Grad minus 90 Grad). Der Schienbeinwinkel ist der Winkel zwischen einer geraden, senkrecht zum Boden verlaufenden Linie am Kontaktpunkt und dem Schienbein.

Das Schienbein beträgt 10 Grad

Der Tibiawinkel ist der Winkel zwischen dem Schienbein (Tibia) am Bodenkontaktpunkt und der Senkrechten zum Boden. Er kann positiv, null oder negativ sein. Neigt sich das Schienbein beim Bodenkontakt des Fußes vom Kniegelenk nach vorne, ist der Tibiawinkel positiv (siehe Abbildung unten).

Der Tibiawinkel ist positiv

Wenn das Schienbein beim Aufsetzen des Fußes exakt senkrecht zum Boden steht, beträgt der Tibiawinkel null (wie in der Abbildung unten dargestellt).

Der Tibiawinkel beträgt null.

Neigt sich das Schienbein beim Bodenkontakt vom Kniegelenk nach vorn, ist der Tibiawinkel positiv. Bei einem Tibiawinkel von -6 Grad (84 Grad minus 90 Grad) (siehe Abbildung unten) kann der Läufer beim Bodenkontakt nach vorn stürzen. Neigt sich das Schienbein beim Bodenkontakt vom Kniegelenk nach hinten, ist der Tibiawinkel negativ.

Der Tibiawinkel beträgt -6 Grad.

Nach all dem Gesagten: Haben Sie die einzelnen Elemente des Laufmusters verstanden?


Veröffentlichungsdatum: 22. April 2025