[Osso]

Zitat von LidlRacer

Ich bin immer noch nicht sicher, ob wir uns einiger sind, als ich dachte.

Schwierig an der Sache ist, dass der Mensch eine schwer fassbare Geometrie hat: Der Kontaktpunkt zum Boden ist nicht eindeutig, da unsere Füße recht groß sind und an ziemlich langen, sich ständig bewegenden Beinen sitzen, die Lage des Körperschwerpunktes ist nicht offensichtlich und nicht mal ein fester Punkt im Körper und fast alles ist irgendwie in Bewegung. So ist es keineswegs trivial zu sagen, ob und wie viel Vorwärtsneigung wir haben.

Also idealisiere ich mal im Sinne Deines Stab-Beispieles:

Nehmen wir an, unser Körper ist starr, stabförmig und 2 m lang. Unsere Beine sind dagegen mit 1 cm Länge vernachlässigbar klein, aber können sich extrem schnell bewegen, damit wir trotzdem auf eine ordentliche Laufgeschwindigkeit kommen.

Den Luftwiderstand lassen wir mal der Einfachheit halber weg, da er auch in der Realität eine untergeordnete Rolle spielt.

Nun laufen wir mit konstanter Geschwindigkeit. Mit 5 km/h, 10 km/h oder 20 km/h. Was macht unsere Körperneigung?

Wir haben keine, egal bei welcher Geschwindigkeit, weil wir sonst umfallen würden!

Also was wolltest Du mit dem Stab-Beispiel sagen?

Ich bin der Meinung, das die Vereinfachung "Vernachlässigen des Luftwiderstandes" nicht geeignet ist. Es geht hier doch darum, das Laufband so einzustellen, dass die Kraftentfaltung, sprich die biomechanische Belastung in einer Näherung niedrigere Ordnung möglichst dem Laufen Draußen entspricht. Das Gefühl der Athleten sagt Ihnen, dass sie dazu eine kleine Steigung des Laufbandes einstellen müssen.

Auf dem Laufband besitzt der Stab richtigerweise keinen Luftwiderstand. Deswegen ist die Körperachse/der Stab, wie Du selbst geschrieben hast, im Lot. Wenn du den Luftwiderstand hinzunimmst, muss zur Aufrechterhaltung einer gewissen Geschwindigkeit eine Kraft den Stab antreiben. Die Kraft, welche durch den Luftwiderstand erzeugt wird, greift auf der gesamten Länge des Stabes an. Der Einkopplungspunkt der Kraft der Füße ist aber der Erdboden. Da dieser Angriffspunkt nicht im Schwerpunkt des Stabes liegt wird ein Drehmoment erzeugt. Der Stab würde beim Laufen im Lot demzufolge nach Hinten umkippen. Diesem Drehmoment wird durch die Neigung nach vorne ein Drehmoment mit gegensätzlicher Orientierung aufgeschlagen. Der Stab benötig für das konstante Laufen eine Neigung.

Die Neigung ist dabei in erster Näherung proportional zum Geschwindigkeitsquadrat (Drehmoment hängt vom sin Neigungwinkel ab. Sinus wird für kleine Winkel linearisiert, also zum Neigungswinkel in Rad. Der Cosinus bleibt für die kleinen Winkel 1 und hat somit keinen Einfluss. Luftwiderstand selbst geht quadratisch mit der Geschwindigkeit)

Guten Nacht