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Muskelmodelle für die Vorhandsimulation

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Bei den Überlegungen, welcher Schläger für welchen Spieler am günstigsten ist, müssen vorab einige Randbedingungen geklärt werden.

Was macht das Racket mit dem Ball und wie beschleunigt ein Spieler seinen Schläger (Strokes).

Hier werden drei Modelle vorgestellt und zum kostenlosen Download angeboten. Inbegriffen das sensationelle Muskelsimulationstool von Wiemann, mit dem man spielerisch selbst erforschen kann, wann ein leichter und wann ein schwerer Schläger Vorteile verspricht.

 

Es gibt ein ganzes Bündel von Methoden, Bewegungen des Menschen im Hinblick auf Ergebnisse, Effizienz und Belastung zu untersuchen. Eine dieser Methoden ist die biomechanische Simulation. Einen Überblick über die Methoden gibt Veit Senner in seiner Dissertation Biomechanische Methoden am Beispiel der Sportgeräteentwicklung

Die hier vorgestellten Berechnungen wurden als Werkzeuge entwickelt, um den Vergleich der Ballbeschleunigung von Leichtem Schläger und Schwerem Schläger (nach den Formeln für den Elastischen Stoß) durch eine Betrachtung der Energieaufbringung beim Spieler ”lebensechter” zu machen. Dabei entstand durch den Ausbau der Modelle “Kraft”, “Leistung” und “Muskelmodell “schrittweise eine immer bessere Annäherung an den modernen Tennisspieler, die aber keineswegs als abgeschlossen gelten kann. Dennoch erlauben auch diese vereinfachten Modelle schon Hinweise und Empfehlungen in bezug auf die optimale Schlägerwahl. Der Ausblick auf komplexere Modelle (Lehner) lässt hoffen, dass eines Tages die Energieaufbringung der Vorhandpeitsche im Ganzen und detailliert abgebildet wird.

Modell “Konstante Kraft”

Ein sehr einfaches Modell für die Energieaufbringungssseite habe ich vor Jahresfrist für die Untersuchung der Ballbeschleunigung von schwerem und leichtem Schläger eingesetzt.

Es geht davon aus, dass sowohl der leichte, als auch der schwere Schläger mit konstanter Kraft längst einer Aushol- bzw. Beschleunigungsstrecke bewegt bzw. geschlagen werden. Dies ist schon ein Fortschritt gegenüber Betrachtungen, meist von angelsächsichen Physikern, die stets davon ausgehen, dass beide Schlägerarten auf gleiche Geschwindigkeit beschleunigt werden. Letzere Annahme gäbe aber dem schweren Schläger in allen Fällen einen großen energetischen “Vorsprung”, denn es ist nicht einzusehen, weshalb man den schweren Schläger genauso schnell bekommt, wie den Leichten. In diesem Modell – konstante Kraft- ist die eingebrachte Energie definitionsgemäß unabhängig vom Schlägergewicht, nämlich Aushol- bzw. Beschleunigungsstrecke mal Kraft. Für den leichten Schläger bedeutet dies, dass sich der um 15% günstigere Effekt der Ballbeschleuigung auf aufgrund des günstigeren Massenverhältnisses Schläger/Ball beim Elastischen Stoß, voll auswirkt, siehe hier.

Modell “Konstante Leistung”

Eine wichtige Erweiterung des Modells besteht darin, dass statt mit konstanter Kraft, mit einem konstanten Leistungseintrag gerechnet wird. Immerhin ist ja der schwerere (und trägere) Schläger auf der angenommenen Aushol- und Beschleunigungsstrecke etwas länger unterwegs, so dass der Spieler (bzw. seine Muskulatur ) mehr Zeit hat, Arbeit für seine Beschleunigung einzubringen.
(Siehe hierzu auch Tilo Gold, S. 154, wobei auch ein Bezug zur HILLschen Beziehung hergestellt wird.)

Grundsätzlich kennen wir das aus der Technik. Ein Motor, wenn er eine Masse beschleunigen soll, wird durch seine Leistung (KW oder PS) beschrieben bzw. definiert. Nebenbei, ein gebräuchlicher Benzin- oder Dieselmotor hat nicht für alle Betriebsbedingungen, vornehmlich der Drehzahl, eine konstante Leistungsabgabe. Diesen Effekt finden wir auch weiter unten im Muskelmodell Wiemann in anderer Form wieder. Er wird in unseren Black-Box-Modellen jedoch nicht berücksichtigt. Wir gehen von einer konstanten Leistung über die gesamte Beschleunigungsstrecke aus.

Inwieweit dieses an der Technik orientierte Leistungs-Black-Box-Muskelmodell in den Ergebnissen übereinstimmt, mit einem Modell, das auf den physiologischen Eigenheiten eines Muskels basiert, ist hoch interessant.

Mit Hilfe der Formel , die Axel Donges für die Beschleunigung eines Kfz vorstellte und die er mir dankenswerterweise für meine Fragestellung umformte (siehe unten), konnte ich mein Modell mit konstanter Leistungsabgabe problemlos rechnen. Siehe Tabellen 8, 11 und 13, sowie die farbige Übersichtstabelle weiter unten.

Diese Formeln sind schon für sich genommen, erstaunlich. Man erkennt, dass beispielsweise eine Verdoppelung der Leistung keineswegs eine gleich große Erhöhung der Schlägerendgeschwindigkeit oder der Endernergie zur Folge hat. Denn die Relationen wären in Bezug auf v mit dem Exponenten 1/3 zu belasten. Das gilt auch für zwei Varianten mit unterschiedlicher Masse. Würde man außerdem das bei einer anderen Person mit größerer Muskelkraft auch hoher anzunehmende Armgewicht einbeziehen, wird deutlich, dass der dicke (Arm-) Muskel im Endeffekt nicht den erwarteten Einfluss auf die Ballbeschleunigung hat. Ich gehe davon aus, dass diese Prinzipien sich auch in den Ergebnissen des Muskelmodells in irgend einer Form niederschlagen müssen.

Modell Wiemann – das aus Fasern berechnete (Ein-) Muskelmodell)

Ich bin etwas stolz, dass es mir gelungen ist, Prof. Wiemann zu motivieren, ein Muskelsimulationsmodell für den Vorhandschlag zu erstellen. Das Modell bringt uns einen großen Schritt näher, das tatsächliche Geschehen eines Vorhandschlages in Bezug auf die Fragestellung Leichter Schläger vs. Schwerer Schläger besser abzuschätzen; auch im Hinblick auf das, was die oben vorgestellten Black-Box-Modelle leisten, bzw. nicht leisten.

Das Muskelmodell für einen Tennisschlag von Wiemann ist kein Black-Box-Modell, im Gegenteil, sondern es geht auf die physiologischen Strukturen und Abläufe im Detail ein.

Dafür gibt es auch einen guten Grund, denn bei der einfachen Betrachtung eines vom Schlägergewicht unabhängigen und über die gesamte Beschleunigungsstrecke konstanten Kraft- oder Leistungseinsatzes bleibt vor Allem dies unberücksichtigt:

ein Muskel kann bei seiner aktiven Kontraktion nicht beliebig schnell arbeiten. er gibt bei schnellen Bewegungen eine geringere Kraft ab (HILLsche Beziehung). Das heißt für uns, der leichte Schläger kann wegen dieser Muskeleigenschaft nicht so schnell beschleunigt werden, wie es die geringere Masse eigentlich erlauben sollte. Außerdem liefert der Muskel auch über die einzelnen Phasen seiner konzentrischen Verkürzung unterschiedliche Kraft- und Leistungsausbeute.

Diese Effekte hat Wiemann in einem biomechanischen Rechenmodell für eine vereinfachte Vorhandbewegung ins Netz gestellt. Die parametrische Gestaltung des Excel-Modelles erlaubt es, für verschiedene Schlägergewichte die Schlägerendgeschwindigkeiten zu berechnen. Außerdem kann auch die Muskelkraft und die Anfangskraft variiert werden. Zu erwarten ist, das der Spieler mit dem leichteren Schläger in dieser Modellierung unter bestimmten Voraussetzungen eher in den Bereich einer maximalen Verkürzungsgeschwindigkeit der Muskulatur kommt, ab dem er keine volle Kraft mehr abgeben kann, als mit einem Schwereren.

Armgewicht nicht skalierbar

Dieser Effekt kommt, wenn man mit dem Modell etwas spielt und leichtere Spielerkonstitution testen will, letztlich nicht deutlich zum Tragen. Denn auch unter der Annahme eines leichten Schlägers, der mit einem Spieler mit geringerer Armkraft beschleunigt wird, muss beidesmal der nicht skalierbare schweren Arm des Spielers mit 80 Kp Maximalkraft mit dem Schläger beschleunigt werden. Für unsere Modellbildung wäre es vielleicht günstiger gewesen, die Anzahl der parallel geschalteten Faserbündel zu skalieren und das Armgewicht jeweils daraus abzuleiten.

Trotzdem können die Effekte für einen bestimmten Spieler (800 Newton Maximalkraft und veränderbarer Anfangskraft) sowie der Effekt des Schlägergewichts für dieses Spielerprofil simuliert werden. Einen schwächeren Spieler zu konstruieren, der mit dem leichten Schläger in den optimalen Bereich der HILLschen Beziehung kommt, und damit die Vorteile des Elastischen Stoßes voll mitnimmt, ist nicht möglich. Hier kann man auf das Modell “Leistung” ausweichen.

Dieses Rechenmodell steht zum Download zur Verfügung, so dass Jeder sich verschiedene Varianten selbst durchspielen kann siehe hier… und hier…. Weitere Details zum Muskelmodell, siehe hier… Beim Durchspielen verschiedener Varianten sollten aber die Erkenntnisse aus dem Modell “Konstante Leistung” beachtet werden, was die Wirkungen verschiedener Massen betrifft, s.o.

Modellvergleich

Alle drei Bewegungsmodelle sind gegenüber der komplizierten modernen Vorhandpeitsche extrem vereinfacht. Ihr Zweck ist es, Anhaltspunkte zu finden, in welchem Maße und in welchen Situationen leichte oder schwere Schläger ihre Vorteile haben könnten.

Die Aushol- und Beschleunigungsstrecken wurden identisch (bei Wiemann ein Kreisbogen) gelegt bzw. auf die Annahmen des Modells Wiemann abgestimmt.

Die Modelle wurden für Tabelle 10 darüber hinaus von mir so eingestellt, dass jeweils beim leichtesten Schläger immer die gleiche Schlägerendgeschwindigkeit resultiert, demzufolge also auch die gleichen Ballabfluggeschwindigkeiten. Die Unterschiede zum schweren Schläger sind so leichter abzulesen.

Das Muskelmodell ”Konstante Kraft” errechnet für die Beschleunigung eines langsamen Balles einen klaren Vorteil des leichten Schlägers. Grund ist alleine die höhere Übertragungsqote der kinetischen Energie auf die Ballmasse gemäß des Elastischen Stoßes. Die Berechnungen für konstanten Leistungseintrag, Modell “Konstante Leistung”, wie auch das Muskelmodell von Wiemann kompensieren diesen Vorteil des leichten Schlägers geringfügig. Nur bei bei hohen Geschwindigkeiten des ankommenden Balles ab 80 Km/h liegt der schwere Schläger bezüglich der erzielten Geschwindigkeit des abfliegenden Balles, klar in Front .

Herausstechend ist vor allem der Schäger mit 440 Gramm Gewicht in den Modellen Wiemann und Modell “Konstante Leistung”, wenn eine erhebliche Armmasse eingerechnet wird. Siehe hier, Tabelle 10, bzw. untenstehend.

 

Welche wirksame Armmasse aber anzusetzen ist, hängt nicht nur von der Konstitution des Spielers ab, sondern auch von der Kinematik bzw. dem Schlagstil des Spielers. Deshalb wurde in den Modellen ”Konstante Kraft” und ”Konstante Leistung” die Armmasse als zu variierender Parameter angesetzt. In der Übersicht finden sich die alternativen Armmassen, z.B. von 1Kg, um die geringeren “Quoten des “Mitbeschleunigt- Seins” der Armelemente zu berücksichtigen. Dabei ist zu bedenken, dass Wiemann durch das Drehmodell mit Winkel- statt Lineargeschwindigkeit für den Arm ebenfalls nicht das (Linear-) Armgewicht-Äquivalent von 3Kg am Schlägergriff hat, sondern einen wesentlich kleineren Wert.

Wie genau Wiemann (für den einen Modellarm) die Masseverteilung über den Radius gerechnet hat und zu welchem Äquivalent man käme, würde man dies als wirksame träge Masse für die Beschleunigung auf die Tangentialgeschwindigkeit des Schlägergriffes werten, ist noch zu klären.

Es wird nun auch verständlich, dass er sich auf meine Bitte, auch die Armmasse parametrisch variabel zu stellen, nicht einlassen konnte. Es hätte in diesem Fall veränderter Annahmen über die Massenverteilung des Armes über seine Länge bedurft.

Die Armmasse ist ein sehr kritischer Punkt. Im Leistungsmodell müsste man bei 3Kg Armmasse sehr hohe notwendige Muskelleistungen ansetzen, um realistische Schläger- und Ballgeschwindigkeiten zu generieren..

Nicht zuletzt kommt man im Modell Wiemann bei der angesetzten Armmasse, auch wenn man unrealistisch hohe Muskelkräfte einsetzt, nicht auf die Schlägergeschwindigkeiten, die gute Spieler erreichen. Auf die Probleme der Übertragung der Ergebnisse des (Ein-) Muskelmodelles auf die moderne Vorhand wird hier noch eingegangen.

Zusatzbetrachtung: Festhalten des Schlägergriffes

Die zuletzt von Wiemann in sein Modell intergrierten Ballbeschleunigungen (bei idealem elastischem Stoß) berücksichtigen alternativ noch Einflüsse auf den elastischen Stoß, die vom Festhalten einer hinzu kommenden bzw. eingekoppelten Armmasse ausgehen. Ich empfehle jedoch, die Werte für den Schläger ohne dieses Festhaltens während des elastischen Stoßes zu betrachten:

Jeder Spieler hat eine andere Armmasse und hält den Schläger verschieden stark fest (siehe hierzu auch Lehner, S. 24f, der die Ankoppelung nach Maxwell, Voigt und Kelvin erläutert und beim Golfschläger misst). In den Ballschlagexperimenten von Cross und Brody wird der Schläger bei Reflektionsversuche gerade so (locker) gehalten, dass er vor der Ballberührung nicht umkippt. Siehe unseren Beitrag hier…

Da es keine verlässlichen Werte hierzu gibt, sind in den Modellen “Konstante Kraft” und Hillmer2 die Armmassen im Elastischen Stoß Ball/Schläger nicht berücksichtigt. Es kommt bei unserer Betrachtung auch im wesentlichen auf den Verlgeich der Schlägergeschwindigkeiten für leichten und schweren Schläger an. In Tabelle 10 sind diese Werte Wiemanns somit nicht berücksichtigt, können aber in der Original-Exceltabelle von Wiemann abgelesen werden. Rod Cross setzt eine Handmasse von 500 Gramm am Schlägerende an, siehe Center of percussion of hand-held implements .

Unbestritten ist aber, das eine feste Ankoppelung eines z.B. eingespannten Schlägers erheblich größere Ballbeschleunigung bei einem mit gewisser Geschwindigkeit ankommenden Ball bewirkt!

Grenzen des Ein-Muskelmodells

Relativgeschwindigkeit des Muskelmodelles (Raketenstufen)

Selbst wenn man für die moderne Vorhand den Peitscheneffekt vernachlässigen würde, wäre mindestens zu berücksichtigen, dass das bei Wiemann betrachtete Muskelelement (siehe Skizze ganz oben) sich durch vorherigen Einsatz der Körperrotation bereits in einer Relativbewegung befindet, die dann additiv zur Beschleunigung des Schlägers durch diesen einen Muskel bewirkt, hinzugerechnet werden muss. (Siehe zur Raketenmetapher die Erläuterung des Aufschlags von Roddick in unserem Beitrag “Wie komme ich zum Spitzenaufschlag”.)

Einfluss der Peitscheneffekte

Zur Peitsche siehe auch unseren Beitrag Die vier Elemente der Vorhandpeitsche.

Für die Vorhandpeitsche ist eine Energie und Impulsübertragung von der Hüfte bis zum Schläger mit mehreren Zwischengliedern konstituierend. Das eingesetze Muskelmodell kann dies schon vom Ansatz her nicht abbilden. Es hätten dazu Prozesse der mechanische Speicherung und Rückführung von kinetischer Energie aus den vorhergehenden Bewegungen von Hüfte und Schulter untersucht werden müssen. Siehe hierzu auch unseren Beitrag Wider das eherne Gesetz vom maximalen Ausschwung.

Ansätze, die dies grundsätzlich ermöglichen finden wir bei Stefan Lehner in seiner Dissertation, siehe hierzu unseren Beitrag zu den Elastizitäten im Organismus.

Mit Hilfe der Teilkörpermechanik und entsprechender Software wird die Simulation einer solchen mechanische Energiespeicherung und Rück- bzw. Weitereinspeisung möglich. Sein Modell für einen Golfschlag bezieht jedoch die Energie- bzw. Impulsübergabe der großen Körpermassen leider ebenfalls nicht ein. Aber die Arbeit erlaubt doch gewisse Einblick in die Grundlagen und Mechanismen der Impulsweitergabe, die auch dem tieferen Verständnis der Vorhandpeitsche dienen.

Diese Prozesse der Impulsübergabe dürften sehr zeitkritisch sein. Das würde erklären, weshalb die Vorhandpeitsche erst nach genügender Einschlagzeit im Match die gewohnte Ballbeschleunigung bewirkt. Damit erklären sich ebenfalls die unterschiedlichen Energieausbeuten z.B. von Aufschlägern, die lediglich ihr Timing optimieren, aber ansonsten keine erheblichen Unterschiede in den sichtbaren Bewegungsstrukturen erkennen lassen (Barbara Rittner, Federations Cup -Coach, im TV-Interview zum Aufschlag von Görges – 200 Km/h). Es ist das Zusammenspiel der Elastizitäten der Sehnen, Bänder, Knorpel und Muskeln.

Bei der Peitsche werden von Körperteil zu Körperteil hohe Impulse und Kräfte übergeben. Dies kann zu Schäden führen. Es ist grundsätzlich möglich, die Grenzen der Impulsübertragung der Peitsche anhand der Maximalbelastungsgrenzen der beteiligten elastischen Gelenkelemente (Knorpel und Bänder) zu berechnen bzw. zu simulieren.

Dies ist übrigens die Hauptzielrichtung der Dissertation von S. Lehner. Nämlich die Simulation von Sportbelastungen zwecks Analyse und Vermeidung von Körperschädigungen. Lehner untersucht u.a. einen Golfschlag. Wie seine Einzelbilder zeigen – in YouTube gibt es dazu auch schöne Lehrfilme – ist auch beim professionellen Golfschlag eine deutliche Impulsübertragung von der Hüfte auf Schulter, Oberarm und Unterarm vorhanden. Allerdings wird dies von Lehner nicht untersucht. Er schneidet das System ab Unterarm frei und übergibt lediglich durch zwei Übergabepunkte die Kräfte des Oberarmes auf den Unterarm. Dann rechnet er aus der Filmanalyse mittels Markern an den näher betrachteten Gliedern (Unterarm, sämtliche Finger) die dort auftretenden Belastungen. Diese Betrachtung, wiewohl sie mit Feder/Dämpungsgliedern operiert, ist m.T. so nicht geeignet, die Energie und Impulsübertragung der Peitsche abzubilden., siehe S. 204, Computersimulation der Abschlagbewegung.

Hier nicht untersucht sind Ansätze der Biomechanik, die mit kompletten und schon “fertigen” Muskel-Skelettmodellen arbeiten. Dabei werden die realen, die Belastungen erzeugenden Bewegungen dreidimensional, einschließlich Drehbewegungen, erfasst (z..B durch Marker auf der Haut) und dann automatisch in das Rechensystem eingespeist. Die Schwierigkeiten dieser Methode liegen offenbar in der Übertragung der Kinematik, die Modelle selbst werden nicht hinterfragt. Siehe die Arbeit von Gerda Strutzenberger, Kinematic and kinetic analyses of human movement with respect to health, injury prevention and rehabilitation aspects. S. 6 ff.)

Was diese Skelettmodelle im Hinblick auf Tennisaktionen leisten könn(t)en, kann ich nicht beurteilen. Es würde auch den Rahmen dieses Webportals weit übersteigen – es sei denn, jemand hätte dieses Modell bereits für unsere Aufgabenstellungen eingesetzt. Zur Modellbildung mittels des APAS-Systems siehe die Dissertation Kinematische und dynamische Biomechanik des Brellstoßes Kizamizuki beim Karat, von Ayman Mahrous Sayed Mehanni. Zum APAS-System finden sich übrigens YouTube-Clips von Tennisgrundschlägen, die allerdings gegen Einbettung geschützt sind. Es sind aber auch lediglich slow-motion Animationen (Skelettbilder) aus verschiedenen Winkeln, die keine Kräfte und Geschwindigkeiten angeben.

In empirischen Untersuchungen hat Bahamonde den Einfluss der Körperrotation auf die Ballbeschleunigung nachgewiesen, wenn er auch das Prinzip der Peitsche nicht thematisiert hat: “Bahamonde and Knudson (1998b) investigated the relationship between trunk rotation (angular velocity) and racket velocity for a group of teaching professionals and intermediate players. As expected, the professional players generated greater trunk rotation and racket velocity at impact than the intermediate players. Regardless of the type of stance used, trunk rotation was highly correlated with the racket velocity of the players (see Figure 6).”

Die Peitsche erhöht also, zusätzlich zum Raketeneffekt, die Schläger- und Ballbeschleunigung. Dem im Modell betrachteten Muskel, der ja im ”Modus” seiner Maximalkraft arbeitet, wird durch das gleichzeitige Loading für das spätere ”Zuschnappen” des Handgelenks (Pronation) ein größeres Gegengewicht geboten. Dadurch wird vermutlich der besonders ungünstigen Sektor des muskelspezifischen Arbeitsbereichs (HILLsche Beziehung) vermieden bzw. umgangen.

Um diesen Effekt auszuprobieren, kann man im Wiemann Modell zwei höhere Schlägermassen vergleichbarer Relation der vorher betrachteten Leichten vs. Schweren Schläge, eingeben. Dies ist aber wieder nur eine grobe Abschätzung von Effekten, die nicht befriedigen kann, zumal wir aus dem Modell “Konstante Leistung” gelernt haben, dass dieses Massenverhältnis nicht so einfach linear extrapoliert werden kann, sondern dem Exponenten 1/3 unterliegt (das muss in ähnlicher Form Wirkungen auch im Modell Wiemann haben, nehme ich an).

Denn da nicht zu bestreiten ist, dass der gesamte Arm auch bei der modernen Vorhand sich vom hinteren Ausholpunkt bis zum Ort, rechts neben dem Körper, bewegt, kommt es darauf an,

  • in welchen Zeitintervallen diese Armbeschleunigung abläuft,
  • auf welcher Bahn der Arm dorhin kommt und
  • ob oder wann Elastizitäten die Energie zurückgeben, aus dem
    • Loading oder
    • der Impulsweitergabe der vorhergehenden Peitschenglieder

Das müsste dann eine grundlegend neue Simulation leisten.

Schläger mit Überlänge
Nicht untersucht wurden hier die Verhältnisse von Schlägern mit Überlänge.
Neben den paar Zentimetern größere Reichweite haben diese Schläger ein anderes Verhältnis von Swingweight zu Schlägermasse. Kurz gesagt, der Schläger hat eine längere Übersetzung. Mit einem längeren Schläger wird die Muskelarbeit daher langsamer (Hillsche Beziehung) und kann diesen Nachteil des leichteren Schlägers ausgleichen.
Die maximale Länge des Schlägers wurde seit einigen Jahren vom Reglement reduziert.

Ich spielte noch Schläger mit – nach heutiger Situation – extremer Überlänge. Die Umstellung auf kürzere Schläger ist danach ziemlich schwierig: Ein langer Schläger hat im Kopf weniger Masse, um das Swingweight im Rahmen zu halten. Wenn man also einen Ball nahe am Boden gerade noch so herauskratzt, kommt viel weniger Balllänge heraus, als bei einem kürzeren Schläger mit entsprechendem (gleiches Swingweight) schwereren Schlägerkopf. Weil in dieser Situation der Schlägerkopf fast ruht.
Genau genommen, verändert sich Alles am Spielverhalten.

Resümee
Je nachdem, wie weit der tatsächliche Schlagstil in Richtung Vorhandpeitsche ausgeprägt ist, kommen die Vorteile des leichten Schlägers stärker zum Tragen. Siehe hierzu auch Cross You should not use a heavy raquet if you have a light arm..

Umgekehrt hat ein sehr kräftiger Spieler, mit eher Drive-ähnlichem Schlagstil und bis zuletzt gestrecktem Arm (statt double-bend), Beschleunigungsvorteile beim schweren Schläger.

R. Cross stellte in eigenen Experimenten fest, dass ein schwererer Schläger bei maximaler Anstrengung langsamer beschleunigt wird als der Leichte und der Ball dadurch eher langsamer wird, siehe hier… Dabei wurden Versuche mit auf einem Stuhl sitzenden Spielern gemacht, also die wahren Verhältnisse der modernen Vorhand blieben unberücksichtigt.

Bei der Peitsche sollten in der Phase der elastischen Impulsübertragung von einem Glied der Impulskette zum nächsten, die Muskeln des nächst folgenden Gliedes so positioniert sein, dass möglichst nur ein geringer Teil der übergebenen Kraft durch die passive, exentrische Muskelarbeit des Muskels verloren geht.

  • Bei der Vorhand bedeutete dies, dass die Schulter bei ihrer Vorwärtsrotation einen gestreckten und nicht einen im Ellenbogengelenk gebeugten Arm nach vorne zieht (siehet Djokovic in Tabelle 5 sowie den Beitrag die moderne Vorhand).
  • Und beim Service sollte die hochkippende Schulter auf das System Ober-/Unterarm mit dann vollständig angewinkeltem Ellbogengelenk stoßen.

Beides sind überhaupt keine Selbstverständlichkeiten. Man findet viele gute Beispiele – jedoch auch im Spitzentennis Spieler, die von diesen biomechanischen Optimierungprinzipien noch entfernt sind.

 

© Dr. Holger Hillmer

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