Was ist der Restitutionskoeffizient?
Der Restitutionskoeffizient (COR) misst die Elastizität eines Paares von Objekten bei einer Kollision und ist das Verhältnis ihrer endgültigen relativen Geschwindigkeit zu ihrer anfänglichen relativen Geschwindigkeit. Der experimentell ermittelte Restitutionskoeffizient misst im Wesentlichen die Sprungkraft. Wenn der Koeffizient nahe eins ist, ist die Kollision elastisch und hüpfend, wenn sie nahe null ist, ist die Kollision plastischer. Die meisten Profisportarten haben spezielle Richtlinien für den Rückgabekoeffizienten von Geräten wie Bällen, Schlägern und Schlägern.
Der Restitutionskoeffizient, der auch als Newtonsches Stoßgesetz bezeichnet wird, wird durch Experimente bestimmt. Die Formel für den Wiederherstellungskoeffizienten für kollidierende Objekte ist definiert als e = (v2-v1) / (u1-u2), wobei u1, u2 die Geschwindigkeiten vor der Kollision und v1, v2 die Geschwindigkeiten nach der Kollision jedes Objekts sind. Um den COR eines Objekts zu bestimmen, das auf ein stationäres Objekt wie den Boden oder einen Tisch gefallen ist, lautet die Formel e = √ (Sprunghöhe / Fallhöhe). Die Geschwindigkeit von sich horizontal oder schräg bewegenden Objekten kann schwierig zu messen sein.
Der COR kann auch als der Anteil der kinetischen Energie angesehen werden, der von zwei Objekten vor und nach der Kollision zurückgehalten wird. Wenn der Koeffizient nahe eins liegt, ist die Kollision sehr elastisch, wie ein Tischtennisball, der auf einen Edelstahltisch mit einem COR von 0,92 gefallen ist. Der größte Teil der vor der Kollision vorhandenen kinetischen Energie bleibt nach der Kollision als kinetische Energie erhalten. Wenn der Koeffizient nahe bei Null liegt, ist die Kollision plastischer, z. B. ein Stück Ton, das auf einen Holztisch gefallen ist. der Lehm klebt, ohne zu hüpfen. Die kinetische Energie wurde in Schall und andere Energieformen umgewandelt, wodurch der Ton deformiert wurde.
Das Hüpfen von Bällen ist ein sehr wichtiges Konzept im Sport, da Materialien mit mehr Feder einem Athleten einen Vorteil verschaffen können. Seit 1998 hat die United States Golfing Association den Restitutionskoeffizienten von Golfschlägern mit Standardgolfbällen auf 0,83 begrenzt. Der COR eines synthetischen Balls der National Basketball Association und eines harten Linoleumbodens beträgt 0,79; Temperatur, Luftdruck und andere Faktoren können diese Zahl jedoch beeinflussen.
Sportgeräte mit ungewöhnlich hohen Rückerstattungskoeffizienten bieten den Spielern nicht nur einen unfairen Vorteil, sondern können auch unsicher sein. Zum Beispiel sind zusammengesetzte Fledermäuse federnder als hölzerne Fledermäuse, wenn sie von einem Baseball getroffen werden. Bälle, die mit Kompositschlägern geschlagen werden, können unerwartet hohe Geschwindigkeiten haben und zu Verletzungen des Spielers führen. Im Mai 2009 verabschiedete die National Collegiate Athletic Association den Bat-Ball Coefficient of Restitution (BBCOR), um die Leistung von Baseballschlägern besser testen zu können. Alle Fledermäuse müssen eine BBCOR von weniger als 0,500 haben.