Die Physik des Laufens

Laufen kann man als schnelle Aufeinanderfolge von Sprüngen von einem Bein aufs andere beschreiben. Die Kunst des Laufens liegt darin, das richtige Verhältnis zwischen Horizontal- und Vertikalbewegung zu finden.

Von > | 28. März 2018 | Aus: TRAINING

Ausnahmeläufer Patrick Lange beim Ironman Hawaii.

Ausnahmeläufer Patrick Lange beim Ironman Hawaii.

Foto >Nils Flieshardt / spomedis

Lauftechnik

Nach Verlassen der zweiten Wechselzone kehren wir zurück zu einem „einfachen“ Körper im wörtlichen Sinn, einem Körper ohne Gerät. Wir stehen auf unseren zwei Beinen und gleichen damit einer großen Masse, die auf zwei mehrgelenkigen, „sprungfedergetriebenen“ Antriebsaggregaten ruht. Die Masse ist hier weniger interessant, die Beine haben dagegen gleich mehrere Funktionen: Sie dienen als Stütze, Stoßdämpfer und Hebel, der Kraft überträgt. Sie können mehr als eine dieser Funktionen gleichzeitig ausführen und tun das auch über die gesamte Laufstrecke hinweg.

Unter dem Körper ist der Boden, um ihn herum ist Luft, wie beim Radfahren auch. Der Boden stellt eine Kraft zur Verfügung, die uns hilft, aufrecht zu stehen, und unseren Fußsohlen festen Halt gibt, damit sie nicht wegrutschen. Die zweite Kraft, die Luft, stellt uns beim Laufen vor ganz andere Schwierigkeiten als beim Radfahren. Betrachten wir näher, wie diese beiden Kräfte wirken.

Stellen Sie sich vor, Sie sitzen auf einem Stuhl. Um aufzustehen, drücken Sie sich nach oben. Irgendwann haben Sie die Schwerkraft überwunden, die Beine sind voll ausgestreckt und müssen keine Muskelkraft mehr aufwenden. Jetzt verrichten die Knochen die Arbeit, und Sie stehen einfach. Aber was passiert, wenn Sie sich fester abstoßen? Dann stehen Sie schneller auf. Und wenn Sie sich noch fester abstoßen? Richtig, Sie heben ab. Aber wie ist das möglich, wenn die Beine keinen Bodenkontakt mehr haben? Ganz einfach: Die Beschleunigung ist so groß, dass der daraus entstehende Impuls sie in die Höhe hebt. In der Terminologie der Newtonschen Gesetze heißt das: Als Körper in Bewegung verharren wir so lange in dieser Bewegung, bis eine andere Kraft auf uns wirkt. In diesem Fall ist das die Schwerkraft. Ab dem Moment, in dem wir den Bodenkontakt verlieren, zieht uns die Schwerkraft wieder nach unten, bis die Aufwärts- zu einer Abwärtsbeschleunigung wird und wir wieder auf dem Boden landen.

Man kann das Laufen auch als schnelle Aufeinanderfolge von Sprüngen von einem Bein aufs andere beschreiben. Der rechte Fuß drückt gegen den Boden, der Boden drückt zurück. Bevor wir wieder nach unten fallen, wird das linke Bein gestreckt, um die Landung abzufedern. Der linke Fuß setzt auf und stößt sich wieder ab. In dem Moment hat der rechte Fuß bereits die Hälfte seiner Erholungsphase hinter sich und das rechte Bein wird gestreckt, um wiederum die Landung abzufedern. Der Boden drückt wieder nach oben, und der Zyklus wiederholt sich. Dieser Bewegungsablauf lässt sich in drei Phasen aufteilen:

  • Vortrieb und Abheben: Der Fuß drückt sich vom Boden ab.
  • Erholungsphase: Das Bein wird angehoben und dann gestreckt.
  • Aufsetzen und Bremsen: Die Schwerkraft sorgt wieder für Bodenkontakt, und die Reibung wirkt Ihrer Vorwärtsbewegung entgegen.

Natürlich gibt es weit differenziertere Modelle dieses Bewegungsablaufs, aber die meisten davon sind viel komplexer als das, was wir hier brauchen. Sobald wir verstanden haben, dass unsere Beine über den ganzen Zyklus wie Sprungfedern wirken, kann das unseren Laufstil stark beeinflussen. „Leisetreten“ bekommt eine ganz neue Bedeutung, wenn wir den Einfluss der Kräfte beim Aufsetzen genauer betrachten