Zugspannung ist nicht alles - aber ohne Zugspannung ist alles nichts !
Erkenntnis eines Schusskopfpapstes

 

 

 

Fliegenfischen hat (leider) ganz viel mit Physik, Mechanik, Kinematik, Dynamik etc. zu tun - und die Schulzeit liegt lange zurück (was nicht bedeutet, dass ich damals alles verstanden hätte !). Bevor wir also zur Zugspannung kommen, ein paar einleitende Worte ...

 

Einheiten (SI-Units)

In der Physik (und für den täglichen Hausgebrauch in Deutschland und vielen anderen Ländern) gibt es das Internationale Einheitensystem (Système International d'unités). Wenn man sich also beispielsweise über Länge unterhält, ist die Basiseinheit der Meter (und davon halt abgeleitet der Zenti- oder der Kilo-Meter), für die Zeit ist es die Sekunde etc. Man kann die Sachen auch verknüpfen, für die Einheit Geschwindigkeit braucht man Meter und Sekunde (oder Kilometer und Stunde = Stundenkilometer). 

Die Amis und Engländer verwenden andere Maßsyteme, da stößt man dann auf mph (miles per hour) oder im Bereich der Fliegenfischerei auf Foot (1 Fuß = 30,48 cm) oder Grain (1 Gran = 0,064 Gramm). 

 

 

Skalar (Scalar) 
Physikalische Größe, die durch die Angabe eines Zahlenwertes und ihrer Einheit charakterisiert ist, jedoch keine Richtung aufweist

 

Bei der Einheit Temperatur wird es am deutlichsten: 30° C sind 30° C, nix mit Richtung.

Bei der Länge wird es schon etwas trickiger:
Wenn jemand mit der 2Hand 50 m geworfen hat, dann könnte man daran denken, dass
a) seine Meter-Einheit anders aussieht als meine
b) dass da doch auch eine Richtung mit drin ist.

Klar, im Normalverständnis schon (über den Fluss rüber!), aber allein die Aussage "50 m" könnte auch bedeuten, dass er die Schnur aus dem 13. Stock runtergelassen hat, dann wären es auch 50 m. Deswegen gibt es den ...

 

 

Vektor (Vector) 
Physikalische Größe, die durch Angabe eines Zahlenwertes, ihrer Einheit und zusätzlich durch eine Richtung charakterisiert ist

 

Mit Vektoren kann man beispielsweise die Bewegung von Objekten in einem dreidimensionalen Raum darstellen. Wenn man über den Fluss rüber werfen will und nicht nicht gerade ein Jedi-Meister ist, braucht man hierfür neben einer Rute und ner Schnur unter anderem auch richtig eingesetzte Kraft (und Technik) - und mit einer in die falsche Richtung eingesetzten Kraft fliegt nix über den Fluss, sondern wohin auch immer.

 

 

Geschwindigkeitsvektor (Velocity)
Geschwindigkeit und Richtung, in die sich ein Objekt bewegt 

Die gängige deutsche Übersetzung von Velocity ist Geschwindigkeit, was aber irgendwie nicht ganz richtig ist:
Wenn ich 50 km/h mit dem Pkw fahre, ist das bloß die Geschwindigkeit und damit lediglich ein Skalar (Einheit + Größe) , weil ihm die Richtung fehlt.
 

Steck ich hingegen mit einem Elephanten im Fahrstuhl fest und versagen dann die Bremssysteme, rausch ich mit hoher Geschwindigkeit in eine ganz bestimmte Richtung - 50 km/h abwärts sind dann ein Vector. Wenn man das graphisch darstelle wollte und dazu ein Koordinatensystem bestehend aus x- und y-Achse nehmen würde, zeigte der Pfeil auf der y-Achse böse nach unten.

 

 

Masse (Mass) 
Physikalische Größe mit der Basiseinheit Kilogramm

 

Masse und Gewicht werden gerne in einen Topf geworfen, sind aber 2 verschiedene Paar Schuhe: 20 g sind ein Skalar (Einheit und Betrag), da ohne Richtung. Die Ermittlung einer Masse erfolgt vergleichend mittels einer Balkenwaage, wenn links ein 20 g Schusskopf und rechts ein 20 g "Gewichtsstück" reinkommt, sollte die Waage im Gleichgewicht sein und es auch anzeigen. An diesem Messergebnis ändert sich auch nix, wenn ich die Waage auf dem Mond aufstelle - 20 g bleiben dort 20 g. 

 

Interessant wird das mit dem Mond beim....

 

 

Gewicht (Weight) 
Durch die Wirkung eines Schwerefeldes verursachte Kraft auf einen Körper 

 

Gewicht wird in Newton (N) angegeben und ist - wenn man eine Größe hinzunimmt - ein Vektor (Elephant = 60.000 N). Vektor deshalb, weil die Gravitation / Schwerkraft auf der Erde immer eine Richtung hat, nämlich Richtung Erdmittelpunkt. Das ändert sich, wenn ich mich auf dem Mond rumtreibe, wo ich mich im Schwerefeld des ... na was wohl .... Mondes befinde. Da die Masse des Mondes deutlich geringer ist als die Masse der Erde, ist auch die Gewichtskraft deutlich geringer. Der Elephant würde plötzlich nur noch 6.000 N wiegen und mit seinen Muskeln vermutlich 40 m hoch springen, sei es ihm gegönnt.....

 

 

Dichte oder Massendichte (Density)
Verhältnis der Masse eines Körpers zu seinem Volumen 

 

Schussköpfe werden im englischsprachigen Raum gerne mit "Density Extra Super Fast Sink (7 ips)" oder "Slow Sink (2 ips)". Hat sich so eingebürgert, ist eigentlich der zweite Schritt vor dem ersten - aber jeder weiß, was gemeint ist, alles gut!

 

Der erste Schritt ist aber auch ganz lustig... wir stellen uns nämlich 4 Kugeln mit eine Masse von jeweils 20 g vor.
 

Nr. 1 besteht aus Luft (Dichte: 0,0012 g/cm³),
Nr. 2 aus Wasser (Dichte: 0,99 g/cm³),
Nr. 3 aus schwimmendem Polyurethan (Dichte: 0,92 g/cm³)
Nr. 4 aus Ultimate Sink PU (Dichte: 4,11 g/cm³)

 

Kugel aus Luft mit einer Masse von 20 g hat einen Durchmesser von 31,69 cm
Kugel aus PU Float mit einer Masse von 20 g hat einen Durchmesser von 3,46 cm
Kugel aus Wasser mit einer Masse von 20 g hat hat einen Durchmesser von 3,37 cm
Kugel aus Ultimate Sink mit einer Masse von 20 g hat einen Durchmesser von 2,10 cm

Wenn ich im Schwimmbad auf dem Sprungturm stehe und die 4 Kugeln loslasse, rauschen 3 nach unten ab, die Luftkugel hingegen bleibt wo sie ist, sie schwebt so vor sich hin, was irgendwie merkwürdig ist, da sie doch auch ein Gewicht hat.... 

 

Wenn ich nun aber meine 4 Kugeln auf den Boden des Schwimmbeckens lege und loslasse, schießt die Luftkugel wie ein Teufel nach oben, der Floater folgt gemächlich, die Wasserkugel schwebt so gemütlich vor sich hin - und der Ultimate Sink würde gerne weiter sinken, liegt jedoch schon auf dem Boden.

 

Diese beiden tollen Phänomene erklären sich durch die ....

 

 

Auftriebskraft (Buoyancy)
Der Schwerkraft entgegengesetzte Kraft auf einen Körper in Flüssigkeiten oder Gasen

 

Auf der Erde hat jeder Körper eine Gewichtskraft (nach unten zeigender Vektor) und eine Auftriebskraft (nach oben zeigender Vektor). Wer von beiden gewinnt, hängt von der Dichte des Körpers (Schusskopf) und der Dichte des jeweiligen Umgebungsmediums ab (Luft oder Wasser).

Medium Luft: Ein Schusskopf landet immer auf der Erde, weil seine Dichte stets höher ist als die der Luft.
Medium Wasser: Kommt darauf an, ob die Dichte des Schusskopfes höher, gleich oder kleiner als die des Wassers ist.

Beide Kräfte lassen sich auch berechnen:

Gewichtskraft: 0,2 N bei allen 20 g - Kugeln
Auftriebskraft: Entspricht der Gewichtskraft des vom Körper verdrängten Mediums

Tunk ich also meine im Durchmesser 31,69 cm große Luftkugel unter Wasser, verdrängt sie 16.677,00 cm³ Wasser, was einem Gewicht von 166,77 N entspricht 
Gewichtskraft: 0,2 N
Auftriebskraft: 166,77 N
Der Auftrieb gewinnt!

Tunk ich hingegen meine im Durchmesser 2,10 cm große Ultimate Sink-Kugel unter Wasser, verdrängt sie 4,87 cm³ Wasser, was einem Gewicht von 0,00487 N entspricht:
Gewichtskraft: 0,2 N
Auftriebskraft: 0,00487 N
Der Sinker sinkt!

 

So, nun zurück zur Sinkrate ... wir haben die Gewichtskraft (abwärts) und die Auftriebskraft (aufwärts), fehlt nur noch der

 

 

Strömungswiderstand (Drag)
Der Bewegung entgegengesetzte Kraft auf einen Körper in Flüssigkeiten oder Gasen (Druck- und Schubspannungswiderstand)

 

In der Luft heißt der Spaß Luftwiderstand und im Wasser .... ganz überraschend ..... Wasserwiderstand!

Die Berechnung der sich aus der Dichte ergebenden Sinkrate im Wasser ist also ganz "einfach" - und weil das so einfach ist, nehmen die Jungs von AIRFLO jeweils einfach ein 1 Zoll (2,34 cm) großes und x gr schweres Stück, werfen es ins Wasser (Plexiglas-Zylinder?) und schauen zu, wann es unten ist (jedenfalls war das früher so, vielleicht berechnen die es inzwischen auch - ich kann´s jedenfalls nicht !).

 

 

Aus diesen Beobachtungen ergibt sich dann eine Tabelle, die in etwa so aussieht (ips = inch per second):

Float (0 ips):
0,88 g/cm³ - 1,02 g/cm³
 

Hover (0.3 ips):
1,04 g/cm³
 

Slow Intermediate (0.5 ips):
1,08 g/cm³
 

Intermediate (1 ips):
1,1 g/cm³
 

Fast Intermediate (1.5 ips):
1,2 g/cm³
 

S2 (2 ips):
1,3 g/cm³
 

S3 (3 ips):
1,6 g/cm³
 

S4 (4 ips):
1,8 g/cm³
 

S5 (5 ips):
2,2 g/cm³
 

S6 (6 ips):
2,6 g/cm³
 

S7 (7 ips):
3,0 g/cm³
 

S8 (8 ips):
3,5 g/cm³
 

S10 (10 ips):
4,2 g/cm³

 

 

 

Der Strömungswiderstand läßt sich noch aufspalten in 

 

Frontaler Strömungswiderstand (Form Drag)
Auf die Querschnittsfläche eines umströmten Körpers einwirkende Kraft

 

Im oberen Teil von Long Walk / Varzina gibt es den Pooleinlauf mit richtig viel schnellem, weißen Wasser. Man kann relativ problemlos die Strömung überwerfen - manchmal erwischt man auf der anderen Uferseite aber auch statt eines Fisches einen ausgewachsenen ...... nein, keinen Elephanten, sondern einen schönen Steinfisch. Wer schon mal einen Hänger im schnellen Wasser hatte, kommt nicht auf die Idee, diesen über die Rute lösen zu wollen, da braucht es beide Hände und richtig Kraft, um die Schnur überhaupt erstmal gerade zu ziehen, vom Lösen ganz zu schweigen....

Ist jetzt keine so richtig neue Erkenntnis, Schnur quer zu Strömung, da ist halt ordentlich Druck drauf. Und es ist auch keine so richtig neue Erkenntnis, dass praktisch gar kein Druck mehr drauf ist, wenn der Kopf ausgefischt im "Dangle" hängt. Aber um Himmels Willen, was hat das denn mit dem Fliegenfischen zu tun? Da geht es doch ums Werfen und ich werf die Schnur doch nicht mit der bösen Breitseite quer durch den Raum, sondern ganz aerodynamisch in Längsrichtung ohne großen (Luft-)Widerstand ... wie einen Speer?

Okay, der Vergleich mit dem Speer hinkt doch arg gewaltig - ich wollt eigentlich auch nur erzählen, dass ich neulich einen "auf Kultur" gemacht habe und die Ausstellung Bewegte Zeiten besucht habe, in der einer der rund 300.000 Jahre alten Schöninger Speere ausgestellt wurde, die mit ihren Wurfeigenschaften heutigen Wettkampfspeeren ebenbürtig sind. Technisch hat sich dort in 300.000 Jahren also wenig getan ...  Aber - und jetzt krieg ich die Kurve zum Fliegenwerfen - die dort mit 300.000 Jahren alten Speeren möglichen 70 m schafft man natürlich nur, wenn man den Speer "richtig" wirft, mit der Spitze voran und kleinstmöglicher Stirnfläche. Quer durch die Luft gestoßen hingegen dürfte schon die 20 m - Marke eine Herausforderung sein, die Stirnfläche ist einfach deutlich größer und damit auch der "frontale Luftwiderstand".

 

Frage: Was hat das nun mit dem Fliegenwerfen zu tun? Da werf ich doch Loops! 
Antwort: Eben !

 

 

Neben dem frontalen Strömungswiderstand gibt es noch den 

 

Seitlichen Reibungswiderstand (Skin Drag)
Auf die Oberfläche eines umströmten Körpers einwirkende Kraft (Schubspannungswiderstand)

 

Beispiel: Ist der Schusskopf dreckig, ist der Reibungswiderstand (Luftwiderstand auf den längs umströmten Flächen) größer.

 

 

Strömungswiderstand (Drag)

Es treten also immer beide Komponenten auf: Hängt der Floater ausgefischt in der Strömung sind es meinetwegen 5% Front Drag und 95% Skin Drag (ausgedachte Werte !!!). Hängt der Sinker senkrecht unter meinem Boot in der Strömung sind es hingegen 95% Front Drag und 5% Skin Drag (auch ausgedacht !). Insbesondere im Fluss beginnt dann das Spiel der Vektoren - bis alles im Gleichgewicht (Equilibrium) ist:

Auf der Zeichnung sieht man 4 Köpfe mit unterschiedlichen Sinkraten, ansonsten aber identischem Gewicht und gleicher Länge.

Die 4 Köpfe "pendeln" sich in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit irgendwo ein, die befinden sich im "Gleichgewicht der Kräfte" - und wenn sie sich im Gleichgewicht befinden, dann bleiben die da auch und sinken nicht mehr weiter!! Es ist also ein Irrglaube, dass man mit jedem Kopf irgendwann den Grund erreicht !!! Da sich der Fluss aber (zum Glück) nicht in einer Röhre bewegt, sondern in einem Flussbett aus Steinen, treten allerdings Turbulenzen auf, die einerseits die Fließgeschwindigkeit in der Nähe der Turbulenzen verringern (Ufer, Boden) und gleichzeitig im turbulenzfreien Raum (Flussmitte weit oben) erhöhen, so dass das Bild mit seinen geraden Strichen nicht zu 100% stimmt. In der Praxis findet man schon den Kopf mit der passenden Sinkrate, um auch in Grundnähe fischen zu können. 

 

Bei Hochwasser mit entsprechend starker Strömung kann es allerdings Probleme geben, überhaupt die Bereiche mit geringerer Strömung und damit die Nähe des Grundes zu erreichen.

Passende Rute: #8/9

 

 

 

Gegebenenfalls muss man dann zu einem längeren, schwereren Kopf und einer anderen Rute greifen.

Passende Rute: #10/11

 

 

 

Zurück zum Thema:
Und wenn ich jetzt mit meinem unter dem Boot befindlichen Sinker den nächsten Wurf machen und ihn mit einem kleinen Schlenker aus dem Wasser befördern will - passiert nix!
Ist doch der selbe Kopf ist, mit dem ich auf der Wiese nun gar kein Problem habe??

Nun: Ich zieh den Kopf nach oben, er bewegt sich, die uninteressanten 5% Skin Drag erhöhen sich durch die Längsbewegung in lockere 95% Skin Drag (ausgedacht!), das ist schon mal nicht schön, wenn man was in Längsrichtung bewegen will.
Aber wenn der Kopf im Hochhaus aus dem 15. Stock bis zum 10. runterhängen würde, hätte ich doch auch kein Problem mit dem Liften...

Warum im Wasser?
Das Kind hat einen Namen und nennt sich ....

 

 

Viscosity (Viskosität)
Physikalische Größe für die Zähigkeit von Flüssigkeiten oder Gasen

 

Diesmal kein Skalar oder Vektor, sondern einfach ein "Faktor", den man berücksichtigen muss, wenn man was berechnen will:
Wasser ist "dicker" als Luft - deshalb kriegt man den Sinker schlecht aus dem Wasser - und "Unterwasser-Fliegenwedeln" gestaltet sich auch schwierig...

 

Der Strömungswiderstand in der Luft ist also kleiner als im Wasser - wie sieht es im Vakuum (nix Wasser, nix Luft) aus ? Man fliege daher zu Testzwecken auf den Mond....

Test 1: Hammer von 500 g in die rechte Hand, ein Sack mit 500 g Federn in die linke Hand, beide gleichzeitig loslassen .... Ergebnis? 
Test 2: Hammer von 500 g in die rechte Hand, eine Feder mit 3 g in die linke Hand, beide gleichzeitig loslassen .... Ergebnis?

 

APOLLO 15

 

Okay, kurz zurück auf die Erde mit ihren ganzen schönen Skalaren und Vektoren, wo ich meine Fliege leider nur 25 m weit werfe - 30 m wären aber an dem Platz eigentlich besser... 
Ich könnte jetzt Wurfunterricht nehmen - oder mich zunächst mit diesen vor mehr als 300 Jahren gesprochenen Worten trösten: "Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare." Auf deutsch: Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmig geradlinigen Bewegung, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird.

 

Hört sich interessant an.
Ist der Schusskopf ein Körper?
Antwort: Klar, ein Stück Plastik mit einer Seele in der Mitte und der Masse von x Gramm.

Und wie jeder gute Körper in der Physik verfügt der Schusskopf auch über einen

 

 

Centre of Mass (Massemittelpunkt),

der - in Längsrichtung betrachtet - manchmal weiter vorn und manchmal weiter hinten liegt. Man kann die Masseverteilung auch - nach entsprechender Messung - in ein prozentuales Verhältnis setzen:

Ein Kopf hat beispielsweise eine Länge von 10 m und ein Gewicht von 30g. 
Wenn die vordere Hälfte 10g und die hintere Hälfte 20g wiegt, ergibt das eine Gewichtsverteilung von ⅓ zu ⅔. 


Köpfe mit einer derartigen Gewichtsverteilung werden hauptsächlich für T&G Casts eingesetzt, lassen sich aber auch (noch) für Überkopf-Würfe verwenden.

38/62


 

Bei Köpfen für den Surf Cast verschiebt sich die Masseverteilung mehr in Richtung Gleichgewicht.

46/54



48/52



bei Spezialschnüren

52/48

gerne auch mal in Richtung "Frontlast".

 

By the way: Um den Schwerpunkt einer 2Hand mit montierter Rolle, Backing und Runningline zu ermitteln, legt man diese auf seinen Zeigefinger, balanciert diese aus und sollte dann - nur so am Rande - an einem Punkt landen, der dem Griff der oberen Hand entspricht.
Wer seinen Schwerpunkt anders setzen möchte: Kein Problem!

 

Die Schwerpunktermittlung mit der Zeigefinger-Methode ist bei einem Schusskopf eher nicht so möglich, da es dem Schusskopf zum Glück an etwas fehlt, nämlich ....

 

 

Steifigkeit (Stiffness)
Widerstand eines Körpers gegen elastische Verformung

 

und dann gleich noch hinterher, weil sich das ohnehin nicht so richtig trennen läßt:

 

 

Elastizität (Elasticity)
Eigenschaft eines Körpers oder Werkstoffes, unter Krafteinwirkung seine Form zu verändern und bei Wegfall der einwirkenden Kraft in die Ursprungsform zurückzukehren

Wenn man nun eine Steifigkeitsskala mit den Beispielen Eisenrohr (steif) am oberen Ende und Spaghetti al dente (flexibel) am unteren Ende der Skala aufstellte, würde der Schusskopf eher nicht in der Nähe des Eisenrohres landen. 
Dennoch sind die Teile schon erheblich steifer, glatter und - insbesondere auch außen - härter als Spaghetti al dente, sonst würden sie die mechanischen Belastungen nicht mal 5 min überstehen.

Diese eigentlich unbezahlbaren Meisterstücke der Ingenieurskunst sind darüber hinaus aber auch noch elastisch, denn wenn ich ein Stück vom Floater zusammendrücke und dann loslasse, verschwindet die Druckstelle wieder wie von Zauberhand.

Diese Elastizität besteht aber auch in Längsrichtung, wobei man dann liest, dass die von AIRFLO verwendete Seele entweder 2% (Power Core / Direct Core) oder 10% (Mono) Dehnung abkann, was bei einem Kopf von 10 m immerhin 20 cm, bzw. 100 cm wären.
Wurftechnisch wären vermutlich 0% Dehnung noch einen Tick besser - aber dehnt sich denn der Schusskopf (Power Core) bei jedem strammen Vorschwung wirklich um die besagten 20 cm?

Wirkt auf einen Körper eine Kraft ein, so wird die Gleichgewichtslage seiner elementaren Bausteine (Atome oder Moleküle) gestört. Die Abstände zwischen ihnen werden um ein geringes Maß vergrößert oder verkleinert, die dazu aufgewendete mechanische Energie wird gespeichert und das Werkstück ändert seine äußere Form. Nach der Entlastung kehren die Atome bzw. Moleküle wieder an ihre Ausgangsplätze zurück und der Körper nimmt seine ursprüngliche äußere Form wieder an. Die Energie für die Verformung wird nur gespeichert und beim Entlasten wieder abgegeben.

Schon wieder Kraft und Körper...

Ich hänge also meinen 10 m Schusskopf (Extreme, ohne jegliches Taper) von 20g an der Federwaage aus dem Hochhausfenster, die Federwaage zeigt 0,2 N oder 20 g an, keine große Überraschung.
Die Gewichtskraft des Schusskopfes zieht also nach unten, die Federwaage hält dagegen, der Schusskopf dehnt sich - aber ist die Dehnung gleichmäßig verteilt?

Also: Die Federwaage ist jetzt eine Rutenspitze und der Schusskopf ist ein ...... Schusskopf !!!

Am oberen Loop (10 m) liegen dann die vollen 20 g / 0,2 N an,
1 m tiefer (9 m) sind es 18 g / 0,18 N
1 m tiefer (8 m) sind es 16 g / 0,16 ...........
und dass sich der Schusskopf auf dem letzten Meter bei 2 g / 0,02 N ...
you ´ve got it!

 

Aber: Falls sich beim Werfen und dem dortigen Einsatz größerer Kräfte was dehnen sollte, dann im oberen Bereich des Schusskopfes - aber natürlich noch mehr im Bereich der Runningline, der diese mechanische Belastung eher selten gut bekommt....

 

Zurück zu Newton und meinen vergeblichen Wurfbemühungen, jetzt mit Speer:
So ungefähr in der 8. Klasse haben wir tatsächlich mal mit dem Speer geworfen und ich habe überhaupt keine Erinnerung mehr daran, wie weit die Würfe gingen - 30 m??

Heute würde ich auf der Erde vielleicht 40 m werfen - Schwerkraft und Strömungswiderstand holen ihn runter.
Auf dem Mond bei identischer Abwurfgeschwindigkeit und identischem Abwurfwinkel würde ich vielleicht bei 300 m landen - Schwerkraft holt ihn runter.
Und von der MIR aus wären es ungefähr 20.456.000 km - bis der Speer einen Asteroiden anpiekt... So lange also keine "bösen" Kräfte auf einen Körper einwirken, ändert er seinen Bewegungszustand (Richtung und Geschwindigkeit) nicht.

 

Und das gilt dann auch exakt genauso für einen ruhenden Körper:
Solange der nicht geschoben oder gezogen wird, bleibt er dort, wo er ist.

 

 

Das ganze nennt sich 

Trägheit (Inertia)
Bestreben von physikalischen Körpern, in ihrem Bewegungszustand zu verharren, solange keine äußeren Kräfte oder Drehmomente auf sie einwirken

 

Damit ein Schusskopf von uns in eine bestimmte Richtung in Bewegung versetzt wird, brauchen wir also...

 

 

Kraft (Force)
Einwirkung, die einen Körper verformen und/oder positiv oder negativ beschleunigen kann

Auf einen Körper kann man mit Druck- oder Zugkraft einwirken.
Bei einem Schusskopf scheidet die Druck-(Schub-)kraft aufgrund seines "al dente - Körpers" irgendwie aus, müsste man schon mit der Verpackung werfen.

Also mittels

 

Zugkraft (Tension)
Kraft, die an einem Körper zieht

 

Mit Kraft bewege ich also was - klappt aber nicht immer..

Beispiel: Ich gehe morgens ins Badezimmer und will den Elephanten, der da gerade drin ist, an seinem Schwanz rausziehen - dann klappt das eher nicht.
Wenn es jedoch ein kleiner Elephant wäre ...

Ob sich also was bewegt oder lediglich verformt, hängt demnach von der Größe der zu bewegenden Masse und der Größe der eingesetzten Kraft ab.

Aber wir werfen ja lediglich Schussköpfe, ist da die Größe der zu bewegenden Masse wichtig ?
Selbst die 50 g bei einem 2Hand-Schusskopf interessieren mich doch krafttechnisch nicht wirklich, oder?
Und so nehm ich dann den 50 g Schusskopf, meine #6er 1Hand, zieh voll durch .... aber dazu vielleicht später mehr. 

 

Und wenn man die beiden Gesetze ins Praktische übersetzen will, kann man zu diesem Ergebnis kommen:

1.: Ohne (ausreichendem und in eine Richtung überschießendem) Einsatz von Kraft bleibt die Geschwindigkeit konstant, z.B. bei 0 km/h.
2: Mit (ausreichendem und in eine Richtung überschießendem) Einsatz von Kraft gibt es eine Beschleunigung (was auch eine Richtungsänderung sein kann).
3. Die erreichte Geschwindigkeit bleibt konstant, wenn keine "bösen" Kräfte wirken.

Zieh ich am Schusskopf ganz kurz mit einer Mausekraft - bleibt er liegen.
Zieh ich am Schusskopf an beiden Enden ganz kurz oder ganz lang mit jeweils gleicher Mörderkraft - bleibt er liegen.
Zieh ich am Schusskopf an einem Ende ganz kurz mit Mörderkraft - fliegt er davon oder bewegt sich immerhin, seine Geschwindigkeit ändert sich von 0 km/h auf 30 km/h - und irgendwann liegt er wieder mit 0 km/h am Boden.

 

Ich habe also durch meinen Krafteinsatz eine momentane zeitliche Änderungsrate der Geschwindigkeit in Form der

 

Beschleunigung (Acceleration)

erreicht.

 

 

Impuls (Momentum)
Physikalische Größe, die den mechanischen Bewegungszustand eines physikalischen Objekts charakterisiert

 

Der Impuls eines Körpers ist umso größer, je schneller er sich bewegt und je massereicher er ist. Wenn also 2 Schussköpfe (20 g + 50 g) mit der selben Geschwindigkeit unterwegs sind - dann hat der schwerere Kopf im Ergebnis grundsätzlich weniger Probleme mit schweren Tuben....
Den Ausdruck "Impuls" (Vektor!) verstehen aber eigentlich nur Physiker, verständlicher wird es, wenn man die Richtung wegläßt (Skalar!) und das Kind

 

 

Kinetische Energie (Kinetic Energy )

nennt.

Beispiel 1: Ich nehm ein Paket Butter aus dem Kühlschrank und stell einen Fäustel (1 kg) mit dem Griff nach oben drauf. Es passiert: Nix!
Beispiel 2: Ich heb den Fäustel am Griffende 1 m hoch und lass ihn von oben auf die Butter fallen - und kann dann die Riesensauerei saubermachen ....

 

Zurück zum Fliegenfischen: Wenn ich einen Schusskopf von 10 m Länge und einer Masse von 20 g auf eine Geschwindigkeit von 100 km/h gebracht habe, ergibt das eine kinetische Energie von ... J.

Ist die Masse von 20 g gleichmäßig verteilt (also ohne jegliches Taper!) hat jeder Kubikzentimeter die gleiche kinetische Energie.
Ist der Schusskopf hingegen getapert, verteilt sich mit der Masse auch die kinetische Energie ungleichmäßig, bei einem dünnen Fronttaper steckt dann in einem Kubikzentimeter wesentlich weniger kinetische Energie als im dicken Belly.
Das gilt dann erst recht, wenn man sich die kinetische Energie des Vorfachs anschaut ....

Wer Berechnungen anstellen will (Formel läßt sich finden!): Bei einem Scandi Compact von 20 g wiegt der erste Meter (Fronttaper) 1,16 g, der achte Meter (Belly) 2,99 g - und ein Meter 40er Mono (PA) immerhin 0,14 g.

 

 

Wenn man kinetische Energie sagt, muss man auch
 

Potential Energy (Potentielle Energie)

sagen.

 

Klassisches Beispiel: Wenn ich die Rutenspitze nach unten biege, speichert sie die Energie beliebig lange - bis ich sie loslasse, dann wandelt sich die potentielle in kinetische Energie um, es bewegt sich was.  
Da bin ich schon bei der Rute, die ist nämlich für uns Mechaniker zunächst mal eine

Feder (Spring)
Element, das sich unter Belastung gezielt verformen, bei Entlastung wieder die ursprüngliche Gestalt annehmen und bei der Entlastung die gespeicherte potentielle Energie (unter Berücksichtigung abzuziehender Reibungsverluste) in Form von Arbeit wieder abgeben kann.
 

Wer es genauer wissen will:
Eine Rute ist eine konische Stabfeder mit einer progressiven Kennlinie, wobei die Rutendesigner nicht nur unterschiedliche Farben verwenden, sondern auch an den Kennlinien arbeiten:

Orvis: Fly Rod Flex Index

 

 

Daneben ist die Rute aber auch ein

 

Hebel (Lever)
Mechanischer Kraftwandler, bestehend aus einem (starren) Körper, der um einen Drehpunkt drehbar ist.

 

Eine tolle Erfindung, so ein Hebel!!

 

Leider sieht unsere Rute irgendwie anders aus, der Kraftarm ist nämlich kurz und der Lastarm ist lang...

 

... und hiermit macht das Hebeln eher wenig Spaß....

 

Das gilt dann leider auch in gleicher Weise für das Werfen mit langen Ruten - ich als Schrumpfgermane find jedenfalls 13´ am schönsten.

 

Ursächlich hierfür ist das 

 

Drehmoment
Gibt an, wie stark eine Kraft / mehrere Kräfte auf einen drehbar gelagerten Körper wirkt / wirken.
Drehbar gelagerte Körper befinden sich im Gleichgewicht, wenn das links drehende Drehmoment gleich dem rechts drehenden Drehmoment ist.



Beim Fischen finde ich es schön, wenn Drehpunkt und Gleichgewichtspunkt / Null-Punkt in etwa deckungsgleich sind, es kommt allerdings nicht auf den Millimeter an.


Ohne Rolle



Zu leichte Rolle



Passt.

 

Nun wird es aber Zeit für´s Werfen, was gleichbedeutend ist mit

 

Arbeit (Work)
Energie, die durch Kraft / Kräfte auf einen Körper längs eines Weges übertragen wird

 

Ich hab irgendwo gelesen, dass bei der 2Hand-Werferei der Schusskopf Geschwindigkeiten jenseits der 100 km/h erreichen kann. Der Schusskopf fliegt allerdings nicht von alleine, also greift man zu einer Rute, vollzieht mit dieser Rute passende Bewegungen, die über die mechanischen und dynamischen Eigenschaften der Rute auf die Rutenspitze und damit zwangsläufig auch auf den Schusskopf übertragen werden, der dann letztlich mit 100 km/h durch die Luft saust (oder halt manchmal auch nicht). 
 

Kurzer Einschub:
Wie wird denn nun die bei der Arbeit eingesetzte Kraft über die Rutenspitze auf den Schusskopf übertragen? Der Schusskopf ist ja schließlich ein flexibler Körper?! Güterzug ist die Antwort....
 

Wenn wir an einen stehenden Güterzug denken, der sich in Bewegung setzen will, dann muss die Lokomotive viel Arbeit verrichten, denn kein Wagon will sich bewegen (N1), es ruckelt mächtig und der Reihe nach setzen sich alle in Bewegung. Gleiches gilt für eine in gerader Linie ausgelegte Kugelkette: Wenn vorne an der ruhenden Kugel 1 gezogen wird (ich also Kraft aufwende, Arbeit verrichte), zieht diese (mit einer kleinen Verzögerung) an der ruhenden Kugel 2, diese zieht an Nr. 3  etc. etc - und wenn die aufgewandte Arbeit (dabei wie beim Werfen den Weg (Länge und Richtung) nicht vergessen!) groß genug war, sind am Ende alle Kugeln in Bewegung. Die Richtung der jeweils einzelnen Kugeln hängt hierbei davon ab, in welche Richtung sie jeweils von ihrer Vorgänger-Kugel gezogen wird: 210 orientiert sich an 209, 209 orientiert sich an 208 etc. Diese Richtung behalten die einzelnen Kugel wegen ihres eigenen Impulses bei, solange sich die Richtung der jeweiligen Vorgänger-Kugel nicht ändert. Und wenn Kugel 1 dann plötzlich im 45° Winkel nach links gezogen wird (Impuls 1), dann orientiert sich Kugel 2 an Kugel 1 (Impuls 2) und biegt auch ab, dann Nr. 3 (Impuls 3) - aber bis wir bei Impuls 209 sind, dauert es halt eine Weile (und zu 100% wird der Kurs auch nicht beibehalten, aber so ungefähr). Und wenn ich beim Wedeln mit der Fliegenrute so ein welliges Bild im fliegenden Schusskopf zu entdecken meine, dann könnte ich an die Kugel Nr. 1 denken...

 

Zurück zum Werfen, bei dem ich die Bewegung meiner Arme und damit meiner Hände und damit meiner Rute auf den Schusskopf übertragen will. Eine dieser "Bewegungen" nennt man in der Physik

 

Translationsbewegung
Eine (reine) Translation ist eine Bewegung, bei der sich alle Punkte des bewegten Körpers in dieselbe Richtung bewegen (Parallelverschiebung)

 

Ich steh am Fluß, umklammere die Rute mit beiden Händen am Drehpunkt, drücke diese an meine Brust - und dann schiebe ich die Rute mit affenartiger Geschwindigkeit (über den Massemittelpunkt) parallel nach vorne, bis nach 60 cm auch schon wieder Schluss ist, denn länger sind meine Arme nicht. Sieht bescheuert aus, ist bescheuert und ist mit dem menschlichen Körper eher nicht zu bewerkstelligen. 

 

 

Die andere Bewegung, die sich in ihrer reinen Form ebenfalls nicht durchgesetzt hat, ist die

Rotationsbewegung 
Bewegung eines Körpers um eine Rotationsachse

 

Ich stehe wieder am Wasser und lege die Rute waagerecht so auf meiner Schulter ab, dass der Drehpunkt aufliegt. Ich fixiere den Drehpunkt mit meiner rechten Hand auf der rechten Schulter und ziehe mit links den Rutenknauf mit Schmackes nach unten, wodurch sich meine (starre) Rute, Rutenspitze und die Punktmasse in Bewegung setzen. Ich stoppe, sobald die Rute senkrecht steht und die Rutenspitze damit einen Viertelkreis (90°) zurückgelegt hat. Sieht auch deppert aus, kommt unserem eigentlichen Wurf aber schon recht nahe...

 

 

Fliegenwurf
Ist ne Mischung aus Rotation und Translation - und läßt sich daher eher nicht in physikalische Formeln pressen, sorry !!

 

War´s das schon? Nee...
Es führen viele Wege nach Rom - und ich kann die Arbeit auf unterschiedliche Art verrichten, die Energie auf unterschiedliche Weise übertragen, viele Sachen sind effektiv möglich, am effizientesten ist jedoch das Werfen mit einer flexiblen Rute, sonst würden wir es ja nicht so machen. 

So weit, so gut, so (eigentlich) uninteressant.
Es gibt jetzt allerdings viele Kollegen, die die "Rutenladung / Rutenspannung" (also die Biegung der Rute zum Ende des Rückschwungs und das anschließende "Entladen" beim Vorschwung) für das wichtigste Kriterium beim Werfen ansehen.

Ist natürlich alles eine Definitionsfrage - aber wenn ich ohne "Rutenladung" effektiv eine Fliegenschnur werfen könnte, dann wär die "Rutenladung" wohl kaum das wichtigste Kriterium....
Also: Kann ich ohne "Rutenladung" eine Fliegenschnur werfen?

Nehm ich doch mal ein starres Eisenrohr in die Hand.
Kann ich mit einem starren Eisenrohr eine Schnur in der Luft halten?
Klar doch!

Hat das starre Eisenrohr eine durch die Biegung entstandene "Ladung"?
Nee, natürlich nicht, es biegt sich ja gerade nicht!

Ist es also effektiv möglich?
Ja.

Ist das effizient, macht das Spaß?
Eher nicht, aber darauf kam es gerade nicht an

Was ist denn nun die wichtigsten Kriterien?
Zugspannung und Stop, dazu später mehr.
 

 

Es gibt allerdings eine Ausnahme, nämlich den Bow & Arrow Cast, bei dem ich die Fliege festhalte, Rute und Schnur (!!) spanne, das Ziel anvisiere und dann die Fliege loslasse:

 
Aus dem Video von T. Hinzmann What the load of a fly rod can perform

 

Nun tausch ich - in Gedanken - die Rute gegen einen Eisenstab aus.
Ich seh wieder die Zugspannung der Schnur (oben zieht die sich keinen Milimeter bewegende Stabspitze, unten zieht Ralph) und den Stab ohne "Ladung". Wenn Ralph losläst, bewegt sich die Fliege auf den Boden, das war´s.
Der Bow&Arrow Cast ist daher der einzige Wurf, bei dem ich auf die Rutenladung nicht verzichten kann.


Bei allen anderen Würfen ist mir die flexible Rute zwar eine große Hilfe, aber ich werfe die Schnur.
Ich werfe nicht die Rute, die mich lediglich beim Werfen der Schnur unterstützt: 
Beim Werfen übertrage ich durch Bewegung meines Armes Kraft auf die Schnur. Die Kraftübertragung erfordert, dass ich eine Wegstrecke zurücklege. Die Länge dieser Wegstrecke ist - wenn ich keine Rute in der Hand habe - relativ kurz, vielleicht 2 m. Diese Wegstrecke verlängert sich aber, wenn mein Arm mit Rute plötzlich 4 m lang ist - und bei einer 15´ Rute ist der Arbeitsbereich noch mal größer. Eine (längere) Rute macht daher zwar das Leben mit längeren Köpfen leichter, ändert aber nichts am Wurfprizip.

 

 

1. Rückschwung - hiermit bringe ich den Schusskopf (Masse!) oder zumindest einen ausreichenden Teil des Schusskopfes (auch Masse!) in die für den Vorschwung erforderliche Position

 

2. Einbremsen des im +/- 180° Winkel zum eigentlichen Wurfziel entfleuchenden Schusskopfes durch gegenläufige Zugkraft an einem Ende (Überkopfwurf) oder beiden Enden (Wasserwurf) - hiermit setze oder halte ich Schusskopf und Rute unter Zugspannung (Tension)

 

3. Vorschwung - hiermit beschleunige ich den unter Spannung stehenden Schusskopf oder zumindest einen ausreichenden Teil des Schusskopfes


4. Stop der Rute - Schießenlassen

 

Rückschwung und Vorschwung (Wedeln) schafft jeder.
Aber wo krieg ich die erforderliche Zugspannung her?
Kann man irgendwo self loading shooting heads kaufen?  
Und warum ist das beim Spinnfischen so einfach?
 

Ich bin jetzt mal kurz Blinker-Fischer, hab also die Rute in der Hand, vollziehe die erforderliche Bahn-/Drehbewegung (Rotation / Translation), die über die mechanischen dynamischen Eigenschaften der Rute dazu führt, dass ich der Rutenspitze eine bestimmte Richtung, Beschleunigung und Geschwindigkeit vorgebe - und der Blinker fliegt zum Horizont.

Beim Fliegenfischen nehm die Rute in der Hand, vollziehe die aus den Youtube-Videos ersichtlichen Bahn-/Drehbewegung (Rotation / Translation), die über die mechanischen dynamischen Eigenschaften der Rute dazu führt, dass ich der Rutenspitze eine bestimmte .... ouups, klappt irgendwie nicht so, klappt eigentlich gar nicht. Die Erkenntnis, dass es doch etwas schwieriger ist, stellt sich sehr zeitnah ein, ich würde so auf 3 - 5 min tippen, war damals bei mir jedenfalls so...

Warum ist das denn so schwierig ????
Der Grund ist relativ einfach: Beim Spinnfischen werf ich eine Punktmasse, einen Blinker (by the way: Ich hab schon wirklich interessante Griffhaltungen und Würfe mit der Spinnrute gesehen, da gibt es nix, was es nicht gibt.). Beim Fliegenfischen ist da jedenfalls nix mit Punktmasse, ich will eine auf 8, 10, 12 oder 16 m verteilte und in Bewegung befindliche Masse werfen - und für diese Umsetzung hab ich nicht unbegrenzt Zeit und Platz, das Timing, der Krafteinsatz, die Richtung usw. muss stimmen  - und dafür sollte man dann Unterricht nehmen, es bringt sonst wenig und führt nur zu Frustrationen. 

 

Der Schusskopf ist also ein langer, flexibler Körper - und hat daher ganz andere Eigenschaften als ein starrer Körper.

Hier herrscht jedenfalls wenig Spannung! 


Wo gibt es Spannung?

 

 

Variante 1 (Überkopfwurf):
Der Schusskopf liegt vor mir auf dem Boden:

A: Ich schieb den Schusskopf zusammen ... nix Spannung, nur Salat.    
B: Ich zieh an dem Schusskopf, er streckt sich, fast schon perfekt!

  Nun aber zum Wurf:   C: Der Schusskopf fliegt beim Wurf nach hinten (rechts), ich zieh von vorne (links) - noch mehr Spannung, noch perfekter !!!



 

 

 

Variante 2 (Wasserwurf):

 

Der Schusskopf liegt wieder vor mir auf der Erde, das sieht nicht gut aus...

 

Ich zieh am unteren Ende, nennen wir es just for fun "fly leg" - sieht schon besser aus !
 

 

Ich zieh am oberen Ende, nennen wir es just for fun "rod leg" - sieht fast schon perfekt aus !
 

 

 

Nun zum Wurf - mit Wasser und Rute

Der Schusskopf fliegt beim Rückschwung in dieser Formation nach rechts (hinten), oben zieht die Rute (Zugkraft in entgegengesetzter Richtung), unten zieht das gewässerte Vorfach (Zugkraft in entgegengesetzter Richtung) - alles unter Spannung, perfekt!

 

 

 

Nun kann geworfen werden, was beim Überkopfwurf (Overhead Cast) in zeitlicher Abfolge so aussieht:

 

Szenario 1: 
Der photographisch festgehaltene Sekundenbruchteil, in dem der Kopf zu den Muskeln sagt: Es wird Zeit für den Vorschwung!

 

Da es sich hier um einen Bewegungsablauf handelt und so ein Photo ja lediglich einen "eingefrorenen" Ausschnitt zeigt, muss man natürlich auch die Vorgeschichte kennen:
Ich steh also im Wasser und hab den Schusskopf nach hinten Richtung Ufer geworfen - dabei hat sich aus unerklärlichen Gründen so eine Art Schaufe gebildet, die sich immer weiter von mir entfernt und sich gleich "in Luft" auflösen wird (nämlich dann, wenn auch das Vorfach zumindest für einen Sekundenbruchteil gestreckt in der Luft liegt).
Der Schusskopf bewegt sich praktisch nicht mehr Richtung Ufer, allerdings nach unten, die Wasseroberfläche ist noch 2 m entfernt. 
Die Rute zeigt im Winkel von x° (jeder wie er will, mehr als 180° machen aber keinen Sinn) nach hinten, die Rutenspitze ist (leicht / mittel / doll) Richtung Ufer gekrümmt.

 

Was sagt nun der olle Newton zu diesem Szenario?

Er sagt in N1, dass der Schusskopf mit seiner beim Rückschwung irgendwann erreichten Lieblings-Höchstgeschwindigkeit grundsätzlich hinten mindestens bis zum Ufer fliegen würde (in Bewegungszustand verharren), wenn nicht externe Kräfte ihr Werk verrichten täten (solange keine äußeren Kräfte oder Drehmomente einwirken).
Bei uns kann der Schusskopf aber schon deswegen nicht bis zum Horizont fliegen, weil wir ihn festhalten (negativ beschleunigen), was sich in der Biegung der Rute bemerkbar macht (Kraft-Gegenkraft: N3).
Und N2 kann man auch noch unterbringen, weil der Grad der Rutenbiegung unter anderem abhängig davon ist, wieviel Power der Richtung Horizont reisende Schusskopf noch hat.... Leider gibt es aber auch noch die Schwerkraft, die unseren Schusskopf unweigerlich nach unten bringt...

Deshalb wird es Zeit für den Vorschwung!

Nur wann genau ?

Antwort: Idealer Weise dann, wenn der Schusskopf gestreckt ist (ach nee!) und sich weder nach vorne (Richtung Rute) noch nach hinten (Richtung Ufer) bewegt, seine Geschwindigkeit also +/- 0 km/h beträgt, er quasi "gestoppt" ist (häh??).

 

Beispiel 1:

Wenn ich zu diesem Zeitpunkt den Vorschwung nach links einleite, ist der Schusskopf auch irgendwann später für einen Sekundenbruchteil gestreckt, bewegt sich sogar schon in die richtige Richtung. 
Allerdings nützt mir das nichts mehr, da ich zum Zeitpunkt der Streckung mit meinem Vorschwung auch schon fast am Ende bin, mit einer Beschleunigung des Kopfes wird das eher nix mehr - ich hab ins Leere geworfen.

 

Beispiel 2:

Hier wird alles gut: Bis meine Muskeln reagiert haben und der Vorschwung beginnt, ist der Schusskopf gestreckt - perfekt.

 

 

Beispiel 3:

Hier bin ich zu spät, der Schusskopf ist umgeschlagen, bewegt sich teilweise nach vorne und hat die Spannung verloren.
Ich kann den Wurf natürlich irgendwie retten, verschenke aber einen Teil meines (begrenzten) Arbeitsweges darauf, den Schusskopf zum zweiten Mal zu strecken.

 

 

 

Szenario 2:
Der photographisch festgehaltene Sekundenbruchteil irgendwo in der Mitte zwischen Start des Vorschwungs und dem Schießenlassen
 

Um den Schusskopf in die richtige Richtung zu bekommen, muss ich ihn in die richtige Richtung ziehen. 

 

Dieses erreiche ich mittels meiner Hebel-Feder (Rute genannt), die ich in geeigneter Weise so schiebe und zugleich (leicht) rotieren lasse, dass ich einen möglichst langen und zugleich geradlinigen Beschleunigungsweg erreiche.

Alles dreht sich, alles bewegt sich - was sagt Newton dazu? 
Der Schusskopf wollte ursprünglich Richtung Ufer, jetzt ist er mit zunehmendem Zug-Einsatz immer schneller in die andere Richtung (nach vorne) unterwegs, die Schwerkraft zieht sowieso immer an ihm (nach unten) - und jetzt kommt auch noch dieser Luftwiderstand (nach "hinten") hinzu, der dann auch noch die unangenehme Eigenschaft hat, dass eine Verdopplung der Geschwindigkeit eine Vervierfachung des Widerstandes bedeutet. Ein Schusskopf hat es wirklich nicht leicht!

Dafür hat er jetzt schon ordentlich kinetische Energie getankt - und die Biegung der Rutenspitze sieht aus wie potentielle Energie in Reinkultur, vielleicht kann man die später noch gebrauchen.

 

 

 

Szenario 3:
Der Sekundenbruchteil, in dem ich die von mir beeinflussbare Rotation / Translation der Rute einstelle.
Auf Deutsch: Der Stop.

Ich hab bis zu diesem Punkt alles gegeben, nicht geschummelt, sondern vielmehr versucht, die höchste Geschwindigkeit des Schusskopfes durch einen kontinuierlich gesteigerten Krafteinsatz zu erreichen.
Es ist mir gelungen: Der Spitzenring, die 50 cm Runningline außerhalb des Spitzenrings und der Schusskopf mit Anhang sind in einer Linie und in Mördergeschwindigkeit Richtung Bornholm unterwegs - jetzt stopp ich die Rutenbewegung dort, wo ich sie stoppen kann, nämlich dort unten am Griff, wo ich die Rute halte.

Und nun?

 

 

Szenario 4: 
Zwischen Stop und Release

 

Noch halte ich die RL unten fest, Spitzenring, 50 cm Runningline und Schusskopf sind oben alle in der selben Geschwindigkeit unterwegs - und wollen diese Geschwindigkeit jetzt halten (N1), wobei sie natürlich chancenlos gegen den Luftwiderstand sind. Aber vielleicht erweist mir die Rute noch einen letzten Dienst?!?
Tja, die Rute ist gebogen und hat damit potentielle Energie gespeichert (unstrittig), die sich nun durch ihr mit dem Stop verbundenes Aufrichten in kinetische Energie umwandelt (unstrittig), was dann nach Auffassung vieler kluger Leute im Ergebnis noch mal zu einer weiteren ( !!) Beschleunigung des Schusskopfes beiträgt.

Hab ich noch nie verstanden, ist auch egal - die Entladung der Rute ist jedenfalls mit Sicherheit nicht schädlich ....

 

 

Szenario 5:
Release

 

Der theoretisch denkbare Beitrag der Rutenentladung am positiven Beschleunigen (wir ziehen am Schusskopf !) endet aber definitiv dann, wenn sich der den Schusskopf ziehende Spitzenring unter keinem Gesichtspunkt mehr von uns räumlich fortbewegt.
Dieser Punkt ist mit der vollständigen Streckung der Rute erreicht, alles was danach kommt, kann nur ein negatives Beschleunigen (Bremsen) sein - Zeit zum Schießenlassen !

 

 

 

 

Szenario 6:
Loop - eine Schlaufe entsteht - warum?

Und wer bewegt sich (der Loop oder der Schusskopf oder beide?), wer zieht an wem (Rod Leg und / oder Fly Leg am Loop oder der Loop am Rod Leg oder doch eher am Fly Leg ?) oder schiebt nicht vielleicht sogar das Fly Leg den Loop?
Was zum Teufel ist eigentlich ein Fly Leg ? 
 

Läßt sich alles mit einem Speer und Spaghetti erklären...

 

 

Loop-Bild 1 

So, ich hab mir jetzt einen 3 m langen Speer aus Balsaholz (50 g) gebastelt - und damit das Ganze einen Bezug zum Fliegenfischen hat, hängt am hinteren Ende noch ein Vorfach mit Fliege.

Das Teil werf ich jetzt ganz normal nach links, alles super gestreckt, N1 kommt zur Anwendung, Front- und Skin-Drag tun im Zusammenspiel mit der Schwerkraft ihren Job, das Ding landet irgendwann, die Fliege baumelt immer noch am hinteren Ende - im Westen nix Neues.

Loop? Nix Loop!

 

 

Loop-Bild 2 

Mein Speer hat vorne eine Öse, da knot ich jetzt meine Lieblings-Runningline an und lege die restlichen 50 m in Klängen auf dem Boden aus.
Hinten hängt immer noch das Vorfach nebst Fliege dran.

Ich nehm den Speer in die Hand, hole nach hinten aus, beschleunige nach vorne und lasse los...
Und für die Beurteilung des weiteren Geschehens vor dem Hintergrund von N1 (Bestreben von physikalischen Körpern, in ihrem Bewegungszustand zu verharren, solange keine äußeren Kräfte oder Drehmomente auf sie einwirken) muss man sich jetzt leider den Bewegungszustand der beteiligten Körper im Detail angucken.... :

Speer / Vorfach sind einfach zu beurteilen, die sind jetzt in Gänze mit der Abwurfgeschwindigkeit unterwegs und wollen diesen Bewegungszustand erhalten, siehe oben.

Was aber ist mit der angeknoteten Runningline?

Nun, bei den ersten 50 cm bin ich mir noch sicher, die hab ich mitbeschleunigt, die sind in gleicher Richtung und genauso schnell unterwegs wie der Speer.
Mit zunehmendem Abstand vom Öhr wird es schon haariger, bis 2 m geht vielleicht noch was - aber die auf dem Boden liegenden Klänge bewegen sich zum Zeitpunkt des Loslassens definitiv nicht und schon gar nicht in Richtung des Wurfziels!

Ich hab also 2 Körper in unterschiedlichen Bewegungszuständen, die beide diesen Zustand nicht ändern wollen, die aber leider (oder zum Glück) miteinander verbunden sind.
Wie sieht die Lösung des Problems aus?

Ganz einfach - in Form eines Kompromisses: Der (fliegende) Speer zieht mit einer Kraft x an der Runningline und die (ruhende) Runningline zieht mit exakt der selben Kraft x am Speer, womit wir mal wieder bei N3 wären.

Für die Runningline bedeutet das rein praktisch, dass sich einige Meter von ihr auf den Weg Richtung Horizont machen, mehr ist nicht.

Interessanter sind die Auswirkungen auf den Speer: Der Zug von der Runningline setzt ja nicht irgendwo am Speer an, sondern vorne an der Öse - und wenn ich da beim vermeintlichen Horizontalflug die Spitze nach unten ziehe, einen Stop setze, dann ändert sich die Flugkurve ganz mächtig gewaltig .... und mit etwas Übung schafft man es mit Sicherheit auch, dass der Speer sich einmal überschlägt und die Fliege am gestreckten Vorfach im Wasser landet, womit wir schon fast beim Fliegenfischen wären!

 

Loop? Geht so ...

 

 

 

Loop-Bild 3

Selbes Setup, der Speer fliegt, der Strömungswiderstand zieht an ihm nach hinten, von vorne unten zieht die blöde Runningline - und in meiner Vorstellung ersetz ich den Speer von jetzt auf plötzlich durch ein 3 m langes Stück Spaghetti al dente...
Was passiert, wenn ich das vor mir auf dem Tisch liegende vordere Ende des Spaghetti ein Stück zurückziehe? Ein kleines V oder U bildet sich (je nach Kochgrad).

Und bei einem fliegenden Spaghetti? Wenn ich den Spaghetti-Flug stoppe, bildet sich ein V....
Und das V hat auch noch 2 Beine (sonst wär es ja kein V oder U !) - oben (zur Fliege) ist das Fly Leg, unten (zur nicht vorhandenen Rute) das Rod Leg.
Das V bewegt sich, das Rod Leg wird immer länger, das Fly Leg immer kürzer, das Vorfach landet gestreckt auf dem Wasser...

 

Loop? Aber hallo !

 

 

Loop-Bild 4
Jetzt mit Rute und 10 m Schusskopf .....

Der beschleunigte Schusskopf insgesamt will nach dem Stop / Schießenlassen mit einer bestimmten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung fliegen (Velocity) und Richtung/Geschwindigkeit beibehalten.
Jeder Kubikzentimeter des Schusskopfes will nach dem Stop / Schießenlassen mit einer bestimmten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung fliegen (Velocity) und Richtung/Geschwindigkeit beibehalten. 

Jetzt setzt aber die Gegen-Kraft der Runningline ein:
Diese Kraft setzt vorne (Verbindung RL/SK) an. Wenn an Kubikzentimeter Nr. 1 vom Schusskopf (also bei der Schlaufenverbindung SK/RL) gezogen und dessen Velocity geändert wird, interessiert das die Kubikzentimeter Nr. 248 und Nr. 737 vom Schussskopf zunächst gar nicht, sie halten ihren Kurs bei und fliegen weiter gerade aus.
Auch vorne wird weiter Richtung Horizont geflogen (da fliegt nix Richtung Werfer zurück, das Rod Leg ist lediglich langsamer unterwegs !!!!) - nur halt in V-Formation / Halbkreis-Formation.

Ursächlich für die Änderung des Formationsfluges ist also eine auf die Spitze des flexiblen Körpers einwirkende Kraft (was sonst?!?), die eine bestimmte Richtung (möglichst entgegengesetzt zur ursprünglichen Richtung), eine gewisse Mindeststärke und eine gewisse zeitliche Dauer (nämlich bis zum Ende des Wurfs) aufweisen muss.

Muss die Gegenkraft bis zum Ende des Wurfs wirken ?
Klar, einfach mal vorstellen, dass die RL während des Abrollvorgangs gekappt wird. Rollt da der Loop weiter? Neeeee...

Muss die Runningline eine gewisse Mindeststärke (Durchmesser) haben ?
Die "Gegen-Kraft" wird aus der RL generiert - da ist sie wieder, die Zugspannung.
Ist die RL zu dünn, ist die Zugspannung zu gering und man kriegt Probleme mit dem sauberen Abrollen.
Ist diese zu dick, verschenkt man einige Meter Wurfweite - die Zugspannung ist zu groß, dafür ist die Präsentation jedoch meist excellent!

Warum fliegt die Schnur denn als wellenähnlicher Loop durch die Luft ? 
Keine Ahnung, ist halt so und geht nicht anders! 

Was ist mit dem Overhang ?
Ist dieser zu lang (Wasserwurf max. 1 m, überkopf gerne auch ein paar Meter) bricht mir der Wurf zusammen, ist eigentlich gar kein Wurf - langsam rantasten !!
Aber warum bricht der Wurf zusammen? Hat die Runningline zu wenig Masse / kinetische Energie / Impuls ?

An der (fehlenden) Masse kann es nicht legen, bei 1 m Runningline (klappt !!) ist die Masse ja nur halb so groß wie bei 2 m Runningline (klappt nicht !!).
Bleibt was übrig ? Klar, die Zugspannung, die sich irgendwann, je länger der Overhang wird, im Nirvana verliert, warum auch immer ...

Wer sich für die im Loop gegebenfalls tobenden Kräfte interessiert: Self siphoning beads 

 

Und abschließend noch der Schlaumeierhinweis, dass der größte Feind des Weitwerfens der Luftwiderstand ist und dass ein großer Loop im Vergleich zu einem kleinen Loop ...
 

 

Ich hab leider keine Ahnung von Elephanten und Sklalaren, das gleiche gilt für die Physik und Mechanik, was man dem Text hoffentlich zumindest nicht durchgängig ansieht.
Zu den Elephanten hat mich der Artikel Fly Casting Physics: Casting Mechanics, What Do We Need To Know ? von Mark Surtees, einem IFFF Master Certified Casting Instructor aus England, inspiriert.