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THEMA: Ballbewegung beim Billard

Ballbewegung beim Billard 03 Mär 2016 21:30 #3467

Wer kann die Bewegung des weißen balles anschaulich beschreiben?

Kurz nach dem Abheben schlägt wohl der Magnuseffekt zu, der das Driften des Balles in der kurzen flugphase in richtung Eigenrotationsrichtung erklärt. Nach dem Aufspringen bewegt sich der ball jedoch in die entgegengesetzte richtung. Eine Idee?

Schöne Grüße

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Ballbewegung beim Billard 03 Mär 2016 21:48 #3469

Ich denke, dass vor allem die Reibungskraft für die Ablenkung des Balles verantwortlich ist. Beim Stoß wird der weißen Kugel ein starker Drall mitgegeben. Wenn die Kugel auf dem Boden aufkommt, dann sorgt die Reibungskraft für die Ablenkung in Drehrichtung.

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Ballbewegung beim Billard 03 Mär 2016 21:50 #3470

Hallo ClausS,

danke für deine Antwort. Die Ablenkung erfolgt auf dem tisch entgegen der eigendrehrichtung des Balles. Der Ball hat ab 0:46 eigendrehung links herum und beim absprung bewegt er sich kurz nach links. danach nach dem aufspringen driftet er entgegen nach rechts, obwohl die eigenrotation links herum ist.

hatte bis vor kurzem auch noch nicht so genau darauf geguckt, aber ich finde es schon etwas würkmerdig!

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Ballbewegung beim Billard 03 Mär 2016 22:43 #3471

Für mich dreht sich die Kugel rechts herum und wird dann nach rechts abgelengt.

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Ballbewegung beim Billard 03 Mär 2016 22:50 #3472

Hallo ClausS,

die Kugel wird ab 0:46 rechts angestoßen (also rechts neben dem mittleren meridian). Dadurch erhält sie eigenrotation links herum. Da der mann die kugel etwas von oben trifft. wird sie gegen den tisch gedrückt und springt dann mit linksdrehung ab. In der luft bewegt sie sich in flugrichtung etwas nach links (also in die eigenrotationsrichtung). Beim auftreffen auf dem tisch driftet die kugel dann etwas nach rechts.

Ab 1:21 sieht man den fall bei der die kugel links vom mittleren meridian getroffen wird und eigenrotation rechts herum erhält. Aus 2 perspektiven. Das driften auf dem tisch erfolgt auf dem tisch immer entgegen der eigenrotationsrichtung (bei seitlicher eigenrotation).
Unabhängig davon hat es auf jeden fall mit der Reibung zu tun, wie du sagst. Mich hat nur die Driftbewegung auf dem tisch sehr verblüfft

Das ist halt bemerkenswert wenn man bedenkt, dass wenn die kugel unterhalb des äquators getroffen wird, dass sie dann rückwärtsrotation erhält. und wenn sie auf dem tisch auftrifft, dann auch die tendenz hat rückwärts, also abzubremsen. Also die tendenz in diesem fall in richtung der eigenrotationsrichtung zu wollen.
Das gilt auch bei vorwärtsrotation. Da will die kugel dann anch vorne beschleunigen. Diese beiden Fälle kann ich nachvollziehen. Nur eben bei seitlicher Eigendrehung da schauts anders aus , da will sie entgegen der eigenrotationsrichtung auf dem tisch driften :-)

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Ballbewegung beim Billard 03 Mär 2016 23:07 #3474

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Rein gefühlsmäßig würde ich sagen, es hat etwas zu tun mit der Ausrichtung der Drehachse in dem Moment, wenn die Kugel auf den Tisch aufspringt.
Der Magnuseffekt ist in dem folgenden Video gut zu sehen.






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Ballbewegung beim Billard 03 Mär 2016 23:21 #3475

Danke für deinen Beitrag!

Eindrucksvolles Beispiel für den Magnus-Effekt. Der Ball wird entgegen meinem oben angegebenen Billardbeispiel (bei 00:46) links des mittleren Meridians getroffen und erhält Eigenrotation rechts herum. Die Flugkurve ist dann auch eine rechts gebogene Kurve.
Das verblüffende für mich im oben angesprochenen Billard Beispiel ist eben genau die phase nach der "Kugel-In-der-luft-phase" in der die kugel auf dem tisch weiterläuft, entgegen der durch den magnuseffekt erklärbaren richtung, denn gemäß diesem effekt, müsste die kugel ja (da sie ab 00:46 eigenrotation links herum erhält) auch eine links gebogene kurve auf dem tisch beschreiben, was sie nicht tut.
Man beachte auch die anderen effekte der eigenrotation bei rückwärts- und vorwärtseigendrehung auf dem tisch (welche ich durchaus gut nachvollziehen kann. Nur eben den fall der seitlichen Eigenrotation, mit entsprechend entgegengesetzter driftbewegung auf dem tisch, der brachte mich etwas ins grübeln :-))

Die Rotationsachse sollte eigentlich nach dem Anstoßen durch den Queue im Raum stabil bleiben, sodass ich diesen effekt ausschließen würde, da es sich um eine kugel handelt und dadurch keine ausgezeichneten achsen (verschidene Trägheitsmomente in verschiedenen ausrichtungen gibt) wie beim kreisel gibt.

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Ballbewegung beim Billard 03 Mär 2016 23:33 #3477

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Natürlich bleibt die Ausrichtung der Rotationsachse nach dem Anstoß stabil. Sonst wäre der Effekt nicht immer gleich. Die Ausrichtung der Rotationsachse veranlasst die Kugel, nach dem Aufsprung die Richtung zu ändern.
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Ballbewegung beim Billard 03 Mär 2016 23:45 #3479

Danke für den hinweis! So habe ich es noch nicht betrachtet, mir geht ein licht auf! Der Ball wird ja etwas von oben getroffen. Die Ausrichtung der Achse verstärkt den Effekt, das würde ich dann auch sagen, bin überzeugt!
Nehmen wir einmal den Fall, bei dem der Ball wirklich nur reine seitliche eigendrehung erhält, sagen wir links herum (so wie oben ab 0:46) und sich ständig auf dem tisch bewegt. Die Rotationsachse sollte dann dauernd vertikal ausgerichtet sein. Der Ball sollte dann jedoch immer noch eine leichte rechtskurve beschreiben.

In meinem Beispiel von oben ab 0:46 wird der ball ja etwas von oben getroffen. Dadurch ist die Achse nicth mehr vertikal und zeigt wahrscheinlich sogar etwas nach rechts.
Dies sollte dann den effekt der bei reiner seitlicher eigendrehung links herum auftritt, verstärken, sobald der ball auf dem tisch aufspringt und weiterläuft, das kann ich mir vorstellen :-)

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Ballbewegung beim Billard 03 Mär 2016 23:52 #3482

Mal noch ein Vorschlag, der aber nicht viel mit dem Thema zu tun hat: Spielt mal Billiard auf einem elliptischen Tisch, bei elastischem Abprallen von der Umgrenzung gibt es einen Punkt nahe der Mitte der Ellipse, von dem man immer trifft, weil die Kugel immer im perfekten Winkel reflektiert wird.
Gibt's auch auf YouTube viele Videos.
Hier mal ein Link:

So, dass war's mit der Ablenkung, ich bin ja schon wieder weg.
Viele Grüße,
Nirusu

"Wir stehen selbst enttäuscht und sehn betroffen
Den Vorhang zu und alle Fragen offen"
- Berthold Brecht, Der Gute Mensch von Sezuan

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Ballbewegung beim Billard 28 Mär 2016 21:55 #4657

Emanrov schrieb: Hallo ClausS,

die Kugel wird ab 0:46 rechts angestoßen (also rechts neben dem mittleren meridian). Dadurch erhält sie eigenrotation links herum. Da der mann die kugel etwas von oben trifft. wird sie gegen den tisch gedrückt und springt dann mit linksdrehung ab. In der luft bewegt sie sich in flugrichtung etwas nach links (also in die eigenrotationsrichtung). Beim auftreffen auf dem tisch driftet die kugel dann etwas nach rechts.


Aus meiner Sicht wird die Kugel von oben kommend unten auf der rechten Seite angestoßen (ab 0:50). Dadurch bekommt sie einen Impuls nach links und einen Drehimpuls, der die Kugel nach rechts ablenkt.

In jedem Fall fliegt die Kugel genau so, wie ich es aufgrund des Stoßes erwarten würde (habe selbst mal etwas Billard gespielt, nur nicht so gut).

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Ballbewegung beim Billard 06 Apr 2016 20:29 #5115

Hallo,

als Ligaspieler und Physik-Interessierter versuche ich das mal zufriedenstellend zu beantworten. Die ganze Betrachtung mal als Resultat des Stoßes, der rechts unten die Weiße trifft und dann eine Kurve nach rechts schlägt.

1.) Der Magnus-Effekt hat hier keine (relevante) Auswirkung. Außerdem wäre er der Kurve, die der Ball einschlägt, entgegengesetzt.

Der Magnus-Effekt entsteht durch Druckunterschied. Da ein Billard-Ball eine extrem gleichmäßige Oberfläche hat, ist er (im Gegensatz zu z.B. einem Fußball) nicht in der Lage relevante Druckunterschiede zu erzeugen. Man kann sich recht einfach selber ausmalen, auf welcher Seite ein rotierender Fußball in Bewegung Über- und Unterdruck erzeugt, und dass er natürlich die Kurve in Richtung des Unterdrucks ziehen wird (hier einfach mal auf die Rotationsrichtung des Fußballs in obigem Video schauen). Betrachtet man jetzt die Rotation des Billardballs, sieht man, dass die Kurve entgegengesetzt derjenigen ist, die der Magnus-Effekt bewirken müsste.

2.) Warum die Kurve?
Dieser Stoß funktioniert nur, wenn der Stoß in den Tisch "hinein" / von oben / aus einem Winkel erfolgt. Zuerst springt der Ball, da er als Resultat des Stoßes von der Tischplatte abprallt (als wäre er darauf geworfen worden). Die Flugbahn in der Luft ist geradlinig - der Magnus-Effekt trifft hier nicht zu. Da der Ball rechts vom (vertikalen) Zentrum gestoßen wurde, weicht er als Resultat des Stoßes nach links aus. Gezielt wird dieser Stoß übrigens im Vorfeld links an der roten Kugel vorbei.

Die Reibung wurde ja schon erwähnt als des Rätsels Lösung. Einfacher wird das Verständnis, wenn man die Rotation durch den Stoß in 3 Rotationskomponenten aus Betrachtung der Ebene des Tisches zerlegt. Schaut man von oben auf die Kugel, so hat sie senkrecht zur Bewegungsrichtung eine Rotationskomponente. Diese Komponente zusammen mit der Reibung sorgt für die Kurve und nimmt im Übrigen sehr schnell ab.

Für mehr beeindruckende Bogenstöße, kann man z.B. mal nach Massé-Shots auf einer Videoplattform der Wahl ;) suchen.

Zusatz:
Aus diesem Grund empfiehlt es sich beim Billard übrigens immer, den Stoß so parallel wie möglich zum Tisch auszuführen, um den durch den Winkel entstehenden Bogen zu vermeiden. Schaut man sich (Semi-)Profi-Spieler an, kann man beobachten, dass sie das tun (sofern irgends möglich natürlich und sofern nicht gerade ein Bogen beabsichtigt ist).
Folgende Benutzer bedankten sich: Emanrov

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Ballbewegung beim Billard 07 Apr 2016 00:10 #5120

whoami, danke für die Aufklärung.

Manchmal versuchen Physiker (ich betrachte jetzt mal uns interessierte Laien hier als solche) die Dinge viel zu kompliziert zu sehen, sie erdenken sich verkomplizierende Lösungen für Fragen, die niemand gestellt hatte (lach) .........

Dabei ist es doch so einfach: Selber mal Billiard spielen, da hat man es dann, nach viiiiiiel Übung, im Gefühl, welcher Stoß an welchem Punkt mit welcher Kraft welche Reaktion auslöst und so komplizierte Dinge wie der Magnussen-Effekt oder vielleicht auch noch die Coriolis-Kraft (auf der Südhalbkugel ist alles anders herum) lässt man gleich weg.

Aus dem Kegeln ist mir ein Trick bekannt, der sowohl mittels Eigendrehung der Kugel als auch mit der Geschwindigkeit des Wurfes arbeitet, damit kann man relativ einfach "um die Ecke kegeln", man muss nur bei Abwurf der Kugel eine Drehbewegung (Rotation) mitgeben als auch genügend Schwung und diese möglichst gerade abwerfen, der große Schwung sorgt in der Anfangsrollphase dafür, dass die Eigendrehbewegung der Kugel gar nicht zur Auswirkung kommt, die Kugel ist zu schnell, als dass sie darauf reagiert, wird sie dann nach einigen Metern langsamer, kommt dann plötzlich doch die Rotation zum Zuge und die Kugel macht den gewünschten Bogen.

Ich nehme an, beim Billiard kann man die Kugel auf ähnliche Weise beeinflussen, da kann man noch mit dem Ansatzpunkt des Kös spielen.

Grüße
Udo

Das Verzichtbare ist nutzlos. J.F. Hingeklammert

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Ballbewegung beim Billard 07 Apr 2016 07:54 #5135

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Dieses "Umlenken" (Drall kommt ins Spiel) müsste der Übergang von Gleit- in Haft-Reibung sein.

Ein anderes, noch einfacheres Beispiel:
Ein Hula-Hoop Reifen, den man rückwärts in Drehung versetzt von sich weg stößt, kommt zurück, wenn die Haftreibung einsetzt.

Nicht alle Sparringspartner für unsere Vernunft sind ➜ Verschwörungstheoretiker .

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Letzte Änderung: von Torsten C. Begründung: Hafreibung → Haftreibung (Notfallmeldung) an den Administrator

Ballbewegung beim Billard 07 Apr 2016 11:59 #5141

whoami schrieb: Betrachtet man jetzt die Rotation des Billardballs, sieht man, dass die Kurve entgegengesetzt derjenigen ist, die der Magnus-Effekt bewirken müsste.


Hallo Whoami:-)
danke für deine Antwort. Das deckt sich also mit meiner Vermutung:-) wie oben beschrieben: Bei Linksrotation des Balles in Bewegungsrichtung auf dem Tisch wird der Ball nach rechts abgelenkt. So wie ich es aus deinem Artikel verstanden haben, muss zur Verstärkung dieses Effektes die Kugel etwas von oben, rechts neben der Vertikalen (und unterhalb des Äquators), mit angestelltem Queueu getroffen werden.
Meiner Meinung nach tritt der Magnus-Effekt zwar auf, aber er ist vernachlässigbar klein. Also in der luft leichte bewegung der Kugel nach links bei linksdrehung.

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Letzte Änderung: von Emanrov. Begründung: korrektur (Notfallmeldung) an den Administrator

Ballbewegung beim Billard 07 Apr 2016 22:44 #5166

@udogigahertz:
Ja genau, der Effekt beim Kegeln bzw. Bowling ist der Gleiche. Wobei ein Hook beim Bowling eben erst deshalb so spät greift, weil die Bahn geölt ist und erst kurz vor dem Rack die Reibung wirklich greift. Wie das beim Kegeln ist, weiß ich jetzt nicht.
Über die Corioliskraft beim Billard habe ich tatsächlich auch mal nachgedacht, der Effekt ist viel viel viel zu gering. Sonst müssten die Snooker-Profis ja auf die Ausrichtung des Tisches achten. :D Und das ist ein wirklich höllischer Sport mit extremen Anforderungen an die Präzision.

@Emanrov:
Ja genau, für einen Bogenstoß stellst du das Queue an, triffst neben der Vertikalen und idealer weise eher "tief" als "hoch". Klingt leichter als es ist, den Stoß dann sauber auszuführen.
In diesem Video hier wird übrigens bei 1:55 eine Methode gezeigt, wie man Bogenstöße so grob zielen kann.

Der Herr hat übrigens einen PhD inne, befasst sich viel mit Billard und hat hier einige (längst nicht alle) interessante physikalische Betrachtungen zum Billard aufgestellt:
billiards.colostate.edu/bd_articles/index.html

Den Magnus-Effekt würde ich trotzdem nach wie vor als nicht relevant betrachten. Der Sprung ist ja nur sehr kurz und man hört deutlich das Plock-Plock wo die Weiße zum ersten und zweiten Mal wieder auf den Tisch aufschlägt.
Einen Jump-Shot spielt man nach Turnierregeln übrigens genauso - man muss die Weiße "in den Tisch" stoßen, damit sie abprallt und dann deutlich abhebt. Gibt man hier kräftig Effet mit, konnte ich zumindest noch nie eine Kurve in der Luft beobachten. Bitte nicht ohne professionelle Anleitung und Jumpqueue ausprobieren, das ruiniert das Tischtuch und man zieht den Zorn des Hallenbetreibers auf sich. B)

Nachschlag:
Bei 3:30 bekommt man eine schöne Highspeed-Aufnahme eines Bogenstoßes:
Folgende Benutzer bedankten sich: Emanrov

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Ballbewegung beim Billard 08 Apr 2016 18:15 #5204

Hallo whoami,

ich teile deine Begeisterung voll und Ganz, wenn auch mangels motorischer Begabung momentan nur physikalisch theoretischer Natur:-)Danke für deine Video-Links. Das Thema Billardphysik zählt meiner Meinung nach physikalisch zu den ziemlich komplizierteren Dingen der Mechanik, da es ja in Richtung Kreiselbewegung- und Kräfte geht, also der Königsdisziplin der Newtonschen Mechanik (Scherz :) ), wobei natürlich die runde Form der billardkugeln das ganze etwas erleichtert. Nichtsdestotrotz sind die Spinwechselwirkungen auf einer "rauhen" Oberfläche sehr interessant. Auch beim Auftreffen an die Banden herrscht ja keineswegs Einfallswinkel=Ausfallswinkel eben wegen Spin.
Den Magnus-Effekt habe ich nur der vollständigkeit halber ebenfalls miteinbezogen, da der Effekt zwar phsikalisch auftritt, aber keine nennenswerte Ablenkung (aufgrund deiner oben beschriebenen Verhältnisse (völlige glattheit der KUgel usw) erzeugt. Ähnlich komplizierte Wechselwirkungen zwischen Spin eines drehenden BAlles in Luft und der Drehimpulsübertragung auf eine "rauhe" Oberfläche sollte es beim Tischtennis geben.
Beeindruckend ist halt immer wie gut man sein Gehirn auf solche Dinge praktisch trainieren kann, ohne die Komplexität der mathematischen Differentialgleichungen usw. quantitativ würdigen zu müssen:-)
Ich bin zwar nicht so fortgeschritten, aber ich glaube dass der Lagrange-Ansatz über das Prinzip der kleinsten Wirkung, mathematisch am schnellsten zum Ziel führt.

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