Wie wichtig ist der Schwerpunkt / Balancepoint bei einem Schwert?

[Wilfried]

Panzerreiter, mit Dir nen Schaukampf muß ne Schow sein ) Wo kriegt man ein echt schaukampffähiges langes Messer her ????? Son richtig langes??? Für den Einsatz gegen eine Schaukampfklinge mit 3 mm Schlagkante ist ja jeder Stahlrücken zu hart :-( und mit einer entsprechenden Schlagkante wird das Dingen zu schwer :-( Das Problem mit dem "richtigen" Schwerpunkt ist ja, er alleine sagt nichts aus, nur wenn der schon nicht da liegt, wo man ihn für den Stil braucht, taugt das Schwert eben nicht für den Stil. Um beim Autobeispiel zu bleiben, ein LKW, ein Sportwagen und ein Trecker haben beide reichlich PS, auch die Reifenbreiten sind gleich, trotzdem gewinnt man mit den beiden Dieseln kein Formel 1 Rennen und kann mit nem LKW keinen Acker pflügen ... Wenn aber schon die PS-Zahl nicht stimmt, braucht man sich über den Rest nicht unterhalten

 

[Panzerreiter]

Das Problem mit dem "richtigen" Schwerpunkt ist ja, er alleine sagt nichts aus, nur wenn der schon nicht da liegt, wo man ihn für den Stil braucht, taugt das Schwert eben nicht für den Stil. Um beim Autobeispiel zu bleiben, ein LKW, ein Sportwagen und ein Trecker haben beide reichlich PS, auch die Reifenbreiten sind gleich, trotzdem gewinnt man mit den beiden Dieseln kein Formel 1 Rennen und kann mit nem LKW keinen Acker pflügen ... Wenn aber schon die PS-Zahl nicht stimmt, braucht man sich über den Rest nicht unterhalten

Ja, ja und ja. Genau so ist es. Schön auf den Punkt gebracht.

 

[Wyrd]

Ja, so kann man es formulieren. Es muss einem aber klar sein, dass es eine beträchtliche Bandbreite gibt, in der der Schwerpunkt für einen bestimmten Schwerttyp liegen kann und solange man da keinen extremen Ausreißer findet, lohnt es sich nicht, irgendeinen Gedanken an den Schwerpunkt zu verschwenden. Deswegen warne ich immer zur Vorsicht, wenn sich das Gespräch um eben jenen dreht

 

[Xerxes]

Hi Panzerreiter, ich schreibe jetzt nochmal kurz was dazu aber vielleicht wäre es besser, das per PN auszudiskutieren. Damit wir den Thread nicht noch weiter zerhacken Also, entweder reden wir die ganze Zeit aneinander vorbei oder irgendwas ist hier ziemlich faul. Natürlich wirkt bei einem Hieb auch ein Teil der Masse des Armes mit. Dagegen wollte ich auch gar nichts sagen. Aber wenn ich dich richtig verstanden habe, dann behauptest du, dass bei einem Hieb (auch wenn er mit dem Ort trifft) immer die gesamte Masse des Schwertes (und des Unterarms) auf das Ziel wirkt? Und dass halte ich für nicht richtig! Dieser Argumentation folgend wäre es also egal, ob ich einen Hammer am Stiel oder am Kopf halte, weil immer die gesamte Masse auf den Nagel wirkt (vorrausgesetzt das Ende des Stiels hätte eine Bahn und wäre hart genug). Dann könnte man einfach den Kopf einer Spaltaxt aus Kohlefaser herstellen und die Differenz des Gewichtes zu einem Stahlkopf am Ende des Stiels anbringen und hätte damit die gleiche Spaltkraft wie mit einem "richtigen" Spalthammer. Ich kann mir fast nicht vorstellen, dass du das wirklich meinst??? Gruß Jannis

 

[Wyrd]

Diskutiert das ruhig hier weiter, ich finds spannend

 

[Panzerreiter]

Ich habe Physik in der Schule gehasst und ich bin immer noch kein Freund von ihr, weil sie im Detail oft anders funktioniert, als der gesunde Menschenverstand es kapiert zu haben meint. Das Ganze ist etwas knifflig zu erklären, wenn man keine Bilder einfügen kann. Ich versuch's trotzdem, aber Du wirst mich hassen, denn wir kommen nun nicht umhin, dem Schwerpunkt den Stellenwert einzuräumen, den er nun mal hat. Impuls ist nicht gleich kinetische Energie. Der Impuls ist der Bumms, den ein bewegtes Objekt hat, in dem Sinne, mit welcher Kraft es ein anderes Objekt anschubsen respektive beschleunigen kann. Der Impuls ist Masse * Geschwindigkeit. Kinetische Energie ist die Energie, in unserem Zusammenhang eventuell beschreibbar als Zerstörungskapazität, die ein bewegtes Objekt besitzt. Ekin = 0,5 * Masse * (Geschwindigkeit hoch zwei) Das sind, auch wenn es intuitiv irgendwie dasselbe zu sein scheint, zwei unterschiedliche Dinge. Ein Beispiel: Ein schwerer Mann kann einen leichten Mann einfach umrennen. Er schiebt ihn einfach weg, selbst wenn er sich nur langsam bewegt. Der leichte Mann erleidet dabei keinen Schaden. Wegen der Produktgleichheit (m*v)wird das leichtere Objekt stärker beschleunigt als das schwere verlangsamt. Der Impuls kann vollständig übertragen werden oder nur teilweise. Er kann sogar "doppelt" übertragen werden, wenn das auftreffende Objekt zurückprallt. Den Impuls nutzt man beim Billard, beim Boccia, beim Fußball, aber auch beim Einschlagen von Nägeln mit einem Hammer. Ich will den Nagel beschleunigen, nicht vernichten, weshalb die kinetische Energie, die im Hammer steckt, mich in diesem Falle gar nicht interessiert. Der Hammer muss nicht schnell sein, sondern möglichst schwer. Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung von Gummigeschossen etwa bei der Polizei. Sie sollen das Ziel nicht beschädigen und durchschlagen, sondern es umwerfen. Das Geschoss wird vom Ziel vollständig gestoppt, es überträgt seinen gesamten Impuls. Dieser wirkt in die entgegengesetzte Richtung beim Ziel und wirft es zurück. Zusätzlich prallt aber das Geschoss wegen seiner Elastizität zurück, es erhält also vom Ziel einen weiteren Impuls. Dieser wirkt auf ds Ziel ebenfalls nach hinten, das Ziel wird also quasi doppelt zurückgeworfen. Was im Übrigen nebenbei den Sinn von Gummihämmern erklärt. Im Kampf interessiert mich der Impuls einer Waffe eigentlich gar nicht. Sie soll den Gegner nicht zurückwerfen, sie soll in ihn eindringen und ihn beschädigen. Oder ihm zumindest die Knochen brechen. Deshalb ist eine Waffe, im Gegensatz zu eine Werkzeug, auf die Übetragung von Ekin optimiert, nicht auf den Impuls. Die Kraft ist etwas, was die Physik zwar berechnen und verwenden, aber nicht genau erklären kann. In unserem Zusammenhang ist eine Kraft eine mechanische Einwirkung auf ein Objekt, welche es beschleunigt. Je mehr Kraft ich aufwende oder je länger ich sie auf ein Objekt einwirken lasse, um so schneller wird dieses Objekt. Ich kann mithilfe von Kraft also sowol eine kinetische Energie wie auch einen Impuls in ein Objekt hineinbringen, eine Kraft selbst ist aber weder eine Energie noch ein Impuls. Für uns ist die Kraft relevant, die unsere Muskeln auf die Waffe ausüben und mit der sie sie in Bewegung versetzen, die Kraft, die die Waffe beim Aufschlag auf das Ziel ausübt und die Gegenkraft, die das Ziel auf die Waffe ausübt. Eine Kraft, die ein Objekt plötzlich trifft, nennt man einen Kraftstoß. Die Kinetische Energie oder Bewegungsenergie ist keine Kraft. Ein sich bewegendes Objekt, egal wie schwer und schnell es ist, hat keinerlei Wirkung nach außen. Erst, wenn es etwas trifft, wird die darin befindliche kinetische Energie erkennbar. Ekin kann mehr als der Impuls. Während dieser ein Objekt an sich nur beschleunigen kann (für durch diese Beschleunigung eventuell hervorgerufene Sekundärfolgen ist nicht der Impuls selbst verantwortlich), kann die kinetische Energie in alle möglichen anderen Energieformen umgewandelt werden. Impuls bleibt immer Impuls, Energie dagegen kann in andere Energieformen umgewandelt werden. Zum Beispiel in Verformungsenergie oder Spannenergie, was für die mechanischen Schäden einer Waffe wichtig ist. (Knochen werden verformt und gebrochen, Gewebe wird gedehnt und reißt...) Ein Schwert kann so lange im Körper des Feindes Schaden verursachen, bis seine Energie aufgebraucht ist. Nun gilt aber in der Physik, dass jede Kraft, jede Aktion, eine Gegenkraft, eine Reaktion hat oder auslöst. Der Impuls löst einen Gegenimpuls aus, der etwa oben den Gummihammer zurückprallen lässt. Die Kraft eines Einschlags löst eine Gegenkraft aus, die man spürt, wenn sie einem den Arm prellt. Nun macht diese Gegenkraft, die beim Einschlag eines Schwertes ausgelöst wird, folgendes: Sie versucht, das Schwert in die Gegenrichtung zu beschleunigen, es "abprallen" zu lassen. Nun kommt der viel geschmähte Schwerpunkt ins Spiel: Ich habe in einem der letzten Beiträge einmal angemerkt, dass ein Objekt, das an einem Punkt einen Kraftstoß erfährt, um den Schwerpunkt zu rotieren beginnt. Dabei gelten die bekannten Hebelgesetze, je weiter weg vom Schwerpunkt der Kraftstoß erfolgt, um so stärker die Beschleunigung, die zur Rotation führt. Je näher am Schwerpunkt, umso schwerer hat es der Kraftstoß, das Objekt in Drehung zu versetzen und umso leichter hat es die haltende Hand, dagegenzuhalten und diese Drehung zu verhindern. Trifft exakt der Schwerpunkt, so wird gar keine Rotation ausgelöst, das Objekt wird komplett in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt (oder, reicht die Kraft nicht aus, entsprechend gebremst) Wie man sieht, sind wir gerade nicht bei der kinetischen Energie, sondern beim Impuls / Gegenimpuls. Ein Hammer hat seinen Schwerpunkt sehr weit vorne, damit der Gegenimpuls keinen Hebelvorteil hat. Hielte ich den Hammer andersherum, hätte er zwar seine normale Masse, der Gegenimpuls aber hätte wegen des weit hinten liegenden Schwerpunktes einen massiven Hebelvorteil gegenüber meiner Hand.

 

[Panzerreiter]

Jetzt stellt sich möglicherweise die Frage, was denn das für die kinetische Energie bedeuten soll, immerhin sind wir gerade beim Impuls und das ist ja etwas anderes als die Energie. Nun, die Energie hängt von der Geschwindigkeit ab und zwar exponentiell. Sobald ein Gegenimpuls meine Waffe bremst, also Geschwindigkeit wegnimmt, verliere ich massiv an Energie. Mn muss dabei immer bedenken, dass die Geschwindigkeit für den Impuls weniger wichtig ist als eben für die Energie. Alles, was meinen Schlag bremst, ist also absolutes Gift für meine Bewegungsenergie und die brauche ich ja, um Schaden zu machen. Wenn der Gegenimpuls des Zieles auch noch einen Hebelvorteil hat, um meine Waffe nicht komplett zurückwerfen, sondern nur mit weitaus weniger Aufwand rotieren zu lassen - was ja, an eben der Stelle, an der ich treffe, die Geschwindigkeit herabsetzt - um so schlimmer. Deshalb ist auch eine Spaltaxt sehr kopflastig. Der Gegenimpuls hat keine Chance, der Hebel ist zu kurz. Er müsste die komplette Masse der Axt bremsen. zwar wird auch hier die Axt natürlich verlangsamt, aber es bleibt genug Energie übrig, um das Holz zu verformen und zu dehnen, bis es reißt (spalten). Um die kinetische Energie beim Aufschlag zu erhalten und übertragen zu können, ist es also von essentieller Bedeutung, wenn der Schwerpunkt möglichst weit vorne liegt. Jedenfalls bei Waffen, die auf einer Kreisbahn geschwungen werden. Beim Stich ist das irrelevant. Diese Schwerpunktlage nutzen auch besonders schadenstarke Waffen wie Stangenäxte, Luzerner Hämmer, Hellebarden etcetera. Warum sollte das also beim Schwert plötzlich anders sein? Eine der beschriebenen Stangenwaffen ist in erster Linie ein großer Bumms. Über die Führigkeit dieser Wummen braucht man sich keine großen Gedanken zu machen. Ein Schwert hingegen muss nicht nur Bumms machen, es muss auch wendig und reaktionsschnell geführt werden können. Ist der Schwerpunkt weit vorne, muss die Hand, um das Schwert drehen zu können, indiskutabel weite Wege zurücklegen. Man muss also den Schwerpunkt zurücknehmen, auf Kosten der Schadenskapazität. Um den Schaden trotzdem in ordentlichen Breichen zu halten, muss man ein Schwert auf eine ganz spezielle Weise verwenden. Wenn man ein Schwert wie einen Knüppel führt, greifen all diese oben beschriebenen Probleme. Dann würden ein echter Knüppel oder eine Axt tatsächlich mehr Schaden anrichten. Die ersten Schwerter hatten auch noch relativ weit vorne liegende Schwerpukte, sie waren reine Hiebwaffen. Noch die frühmittelalterlichen Spathas hatten einen suboptimalen Schwerpunkt. Um den Nachteil des weit hinten liegenden Schwerpuktes auszugleichen, muss man ein Schwert so führen, dass sich der Nachteil des mechanischen Verhaltens in einen Vorteil verwandelt. Gibt man dem Schwert beim Aufschlag einen Anstellwinkel, so erzeugt man einen weiter vorne liegenden, virtuellen Schwerpunkt. (wie es dazu kommt, ist an dieser Stelle allerdings nebensächlich und würde zu weit führen. Das zu erklären habe ich erstens keinen Bock und zweitens auch nicht genug Ahnung von Physik, was den fehlenden Bock weitaus überwiegt...) Das verringert den Hebel und damit den Effekt des Gegenimpulses. Zudem geschieht folgendes: Das Schwert wird vom Ziel und seinem Gegenimpuls verlangsamt, der Hebel verstärkt den Anstellwinkel des Schwertes, da die Hand und der echte Schwerpunkt des Schwertes wegen der Trägheit mit alter Geschwindigkeit weiter wandern wollen. Somit wird die Klinge von ihrem eigenen Schwerpunkt in einer Schneidbewegung durch den Treffpunkt gezogen. Aus der Schlagwaffe wird eine Schnittwaffe. Diesen Anstellwinkel kann man dem Schwert auch schon konzeptionell mitgeben, indem man die Klinge krümmt, wie bei einer Katana oder einem Säbel. Für die reine physikalisch begründete Schadenswirkung ist also der Schwerpunkt bei weitem nicht so unwichtig, wie bisher dargestellt, im Gegenteil, hier ist er ein dominierender Faktor. Er ist aber für die Gesamtperformance eines Schwertes nur ein Parameter von mehreren. Ich will hier keine Seminararbeit schreiben, dazu habe ich weder die Ahnung von Physik, noch vom Schwertschmieden noch vom Schwertkampf. Drum möchte ich's mal hier beibelassen.

 

[Panzerreiter]

je weiter weg vom Schwerpunkt der Kraftstoß erfolgt, um so stärker die Beschleunigung, die zur Rotation führt.

Unsauber formuliert: [...] um so weniger Kraft ist nötig, um das Objekt in Rotation zu versetzen. [...] Nochmal zum Beispiel des Hammers: Ja, es trifft tatsächlich die volle Masse des Hammers auf den Nagel, aber mit massivem Hebelnachteil für den Hammer und massivem Vorteil für den Nagel. Letzterer muss gar nicht die Masse des Hammers stoppen, er bekommt Gelegenheit, diese Masse lediglich zum Rotieren zu bringen. Dadurch, dass der schwere Kopf auf der entgegengesetzten Seite des Stiels liegt und sich wegen der Trägheit weiterbewegen will (er schlägt ja nirgends auf), zieht er seine Seite des Hammers weiter in die ursprüngliche Richtung und unterstützt damit die Einleitung der Rotation.

"Gebt mir einen Hebel, der lang genug ist und ich hebe euch die Welt aus den Angeln"