Cricket und Golf haben wenig gemeinsam. Sicher, es gibt Tradition, bei beiden Sportarten Strickpullover zu tragen, aber vom Punktesystem und der Anzahl der Spieler bis zur Größe des Balls und der Spielfläche sind es sehr unterschiedliche Spiele. Es gibt jedoch eine Eigenschaft, die die beiden gemeinsam haben – sowohl beim Cricket als auch beim Golf geht es darum, einen Ball mit einer strukturierten Oberfläche zu schlagen. Dieses scheinbar unbedeutende Detail ermöglicht es Golfern und Cricketspielern, die Prinzipien der Aerodynamik zu nutzen, um ihnen beim Gewinnen zu helfen.
Beim Golf wird der Ball so hergestellt, dass er eine gleichmäßige Bedeckung aus Hunderten von Grübchen aufweist. Diese erzeugen Turbulenztaschen, die den Luftstrom näher an der Balloberfläche vorbeiziehen lassen, als wenn sie glatt wäre. Der Effekt reduziert die Niederdruckzone hinter dem Ball, wodurch der Luftwiderstand verringert wird und der Ball sich weiter bewegen kann.
Ein weiterer Vorteil dieses Grübchendesigns besteht darin, dass es die „Magnus-Effekt“, ein Phänomen, das auftritt, wenn sich ein Ball dreht, während er sich durch die Luft bewegt. Benannt zu Ehren des 19thJahrhundert deutscher Physiker Heinrich Gustav Magnus, ist es ein Ergebnis des Druckunterschieds über einer sich drehenden Oberfläche zwischen der Seite, auf der die Bewegung des Balls dem Luftstrom entgegenwirkt, und der Seite, auf der er in die gleiche Richtung zeigt.
Die Physik des Fußballs
Dieser Druckunterschied bewirkt eine Gesamtkraft über die Kugel in Richtung niedrigen Drucks. Wenn ein Golfer einen Backspin erzeugt – bei dem sich die „Oberseite“ des Balls zum Golfer hin dreht – wirkt die Nettokraft nach oben, sodass der Ball weiter fliegt, als wenn er sich nicht drehen würde.
Die Physik eines Cricketballs ist sogar noch interessanter. Es ist so hergestellt, dass es glatt und glänzend ist, mit einer erhabenen Naht, die es umgibt. Die Cricketspieler sind selbst dafür verantwortlich, die Textur der Lederoberfläche zu verändern (vorausgesetzt, sie tun dies im Rahmen der Spielregeln). Es ist eine Verantwortung mit interessanten Konsequenzen und eine Geschichte voller Skandale.
Beim Cricket gibt es viele Bowling-Stile, aber sie lassen sich alle in zwei große Kategorien einteilen – schnell und Spin. Spin-Bowling ist eine langsamere Lieferung, aber durch schnelles Drehen des Balls kann der Bowler den Ball dazu bringen, in ungewöhnlichen Winkeln abzuprallen, was es für die schlagende Person schwierig macht, seinen ankommenden Weg vorherzusagen. Im Gegensatz dazu versuchen schnelle Bowler, den Ball so schnell wie möglich auf den Schlagmann zu schießen, um einen Fehler zu erzwingen.
Aber innerhalb des schnellen Bowlings gibt es eine andere Disziplin, die aufgerufen wird Swing-Bowling, bei dem es darum geht, den Ball von einer linearen Flugbahn abzubringen. Die Idee ist, dass dies den Batter verwirrt und ihm nicht genug Zeit gibt, seinen Schuss anzupassen, wodurch ein Wicket (was bedeutet, dass der Batter aus ist) wahrscheinlicher wird. Ein schneller Bowler kann diese Lieferung von einem glänzenden neuen Ball erreichen, indem er die erhöhte Naht von der beabsichtigten Bewegungsrichtung wegwinkelt.
Aus wissenschaftlicher Sicht ist Schwung eine Nettokraft, die seitlich auf den Ball wirkt und sich aus einem Druckunterschied über ihn ergibt. Wenn ein Ball geworfen wird, umgibt eine dünne Luftschicht – die Grenzschicht – einen Teil des Balls. Dieser löst sich an zwei Stellen, sogenannten Ablösepunkten, bezogen auf die Bewegungsrichtung „hinter“ der Kugel, von der Oberfläche ab.
Eine turbulente Grenzschicht löst sich später von der Kugel ab als eine laminare (bei glatter Luftströmung), und dieser spätere Ablösepunkt führt zu einem niedrigeren Druck auf dieser Seite. Indem sowohl laminare als auch turbulente Grenzschichten auf gegenüberliegenden Seiten der Kugel vorhanden sind, werden die Ablösungspunkte asymmetrisch, was zu einem Druckgradienten über der Kugel führt.
Der Bowler winkelt die Naht von der Wurfrichtung weg, wodurch der Luftstrom über eine Seite des Balls gestört wird
Wie erzeugen Sie also beide Arten von Grenzschichten auf demselben Ball, insbesondere wenn dieser Ball ein glatter neuer Cricketball ist? Hier kommt die markante Naht des Balls ins Spiel. Der Bowler winkelt diese Naht von der Wurfrichtung weg, wodurch der Luftstrom über eine Seite des Balls gestört wird. Die Grenzschicht auf der anderen Seite bleibt laminar und somit hast du deine Asymmetrie und deinen Schwung; in diesem Fall in Richtung der Naht.
Ein brandneuer, schön fester und glänzender Cricketball behält jedoch nicht lange seinen Glanz. Wenn man für möglicherweise Hunderte von Lieferungen über das ganze Spielfeld geschlagen und geschleudert wird, entstehen Risse, Falten und allgemeine Schäbigkeit. Während es den Anschein haben mag, dass das Anwinkeln der Naht an einem gleichmäßig ungepflegten Ball denselben Zweck erfüllen sollte wie bei einem glatten neuen Ball, ist dies nicht der Fall. Mit zunehmendem Alter des Balls wird auch die Naht abgenutzt und verliert an Bedeutung. Im Wesentlichen ist es weniger effektiv, den Luftstrom auszulösen, um eine Seite noch turbulenter zu machen.
Physik für Sportfans
Ist dagegen die eine Hälfte des Balls glatter als die andere, muss der Bowler nicht selbst laminare und turbulente Grenzschichten erzeugen – diese bilden sich stattdessen entsprechend der Oberfläche, über die er strömt. Die Spieler versuchen daher, die physische Asymmetrie des Balls aufrechtzuerhalten, was erfordert, dass die Bowlingseite eine Hälfte des Balls so glatt wie möglich hält. Dies geschieht normalerweise, indem der Ball auf seiner Kleidung poliert wird, die markanten roten Streifen auf den weißen Kits eines Cricketspielers erzeugt werden oder er mit seinem Schweiß geglättet wird, bevor er geworfen wird.
Während Wissenschaftler die Technologie entwickeln, um jede Variable der Flugbahn eines Balls zu quantifizieren, verstehen Athleten und ihre Trainerteams mehr über diese aerodynamischen Phänomene und wie man sie manipuliert. Das Spiel entwickelt sich daher ständig weiter, wobei die Grenzen bei der Jagd nach Trophäen immer weiter verschoben werden.
