Die optimale Goisel

Welche Goisel knallt am lautesten? Je schwerer, desto lauter? Hier fassen wir zusammen, was die Physik, die Messungen von Adam Winrich und unsere eigene Erfahrung dazu sagen. Das ist eine Theorie mit Richtwerten, keine Bauanleitung. Wie man eine Goisel baut, steht unter Goiselbau.

Die kurze Antwort

• Nein, nicht direkt. Der Knall wird nur lauter, solange die Spitze noch nicht sicher über der Schallgeschwindigkeit liegt. Danach bringt mehr Masse fast nichts mehr. Winrichs Messung zeigt das: Eine 0,9-m-Peitsche kam auf 141,5 dB, eine 1,8-m-Peitsche auf 149,7 dB. Alle längeren und schwereren lagen zwischen 146 und 153 dB (siehe Akustik).
• Was mehr Masse bringt: mehr Energie in der Schleife, tieferen und volleren Klang, weniger Empfindlichkeit gegen kleine Technikfehler, Reserve für ein Band oder eine lange Treibschnur.
• Was mehr Masse kostet: Kraft und Ausdauer, Belastung für Handgelenk und Schulter, mehr innere Reibung, und die Übergänge brechen schneller.

Was den Knall laut macht

Der Knall ist der Überschallknall der Spitze. Sein Spitzendruck hängt von zwei Dingen ab: Wie weit die Spitze über der Schallgeschwindigkeit liegt, und wie viel Luft sie dabei verdrängt. Das zweite bestimmen der Querschnitt der Treibschnur und die Länge des Stücks, das überschallschnell ist.

Bei Überschallflugzeugen gilt für die Energie der Stoßwelle: Sie wächst mit der Stirnfläche, der Luftdichte und dem Quadrat der Geschwindigkeit. Die Masse des Flugzeugs kommt in dieser Formel nicht vor. Bei der Goisel ist es genauso: Die Masse wirkt nur indirekt. Sie liefert die Energie, die die Spitze schnell macht.

Die Energiekette

1. Der Arm gibt Energie. Bewegungsenergie ist E = ½ · m · v². 100 Joule stecken in 2 kg bei 10 m/s oder in 0,5 kg bei 20 m/s. Ein kräftiger Mensch schafft pro Schlag grob 50 bis 150 Joule. Zum Vergleich: Ein Baseballwurf hat etwa 150 Joule.
2. Die Schleife trägt die Energie nach vorne. Weil die Schnur dünner wird, verteilt sich die Energie auf immer weniger Masse. Die Schleife wird schneller (siehe Bewegung).
3. Am Ende bewegen sich nur noch wenige Gramm. Rechnung: 1 Gramm bei 400 m/s hat 80 Joule. Darum muss die Verjüngung bis zu einem sehr leichten Ende gehen. Und darum knallt nur das letzte Stück der Treibschnur.
4. Unterwegs geht Energie verloren: durch Dehnung, innere Reibung, Luftwiderstand und Reflexion an Knoten.

Die Verluste im Detail

Dehnung (Längung)

Ein Seil, das sich dehnt, speichert Energie wie eine Feder. Diese Energie kommt zu spät oder gar nicht an der Spitze an und wird zu Wärme. Je weiter vorne, desto steifer soll die Faser sein. Hinten darf das Seil etwas nachgeben, das schont Hand und Stecken. Nylon dehnt sich etwa dreimal so stark wie Polyester. Dyneema dehnt sich fast gar nicht, ist aber glatt und schwer zu flechten. Hanf liegt dazwischen und wird nass schwer. Kennwerte stehen unter Materialien.

Innere Reibung

Beim Umknicken reiben die Fasern aneinander. Je dicker das Seil und je enger die Schleife, desto größer der Verlust. Hörbar ist das als Knarren. Gegenmittel: dichte und glatte Flechtung, nicht zu viele Stränge, das dicke Ende kurz halten, Naturfaser wachsen oder fetten, und das Seil trocken halten. Ein nasses Seil ist schwerer und reibt mehr.

Luftwiderstand

Der Luftwiderstand wächst mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Hinten spielt er keine Rolle, vorne ist er groß. Eine Rundschnur hat wenig Fläche und kommt leicht auf hohe Geschwindigkeit. Ein Band hat viel Fläche, wird stärker gebremst, bewegt aber mehr Luft. Deshalb klingt es tiefer und braucht mehr Energie.

Übergänge

Jeder Sprung in Durchmesser oder Steifigkeit wirft einen Teil der Welle zurück. Deshalb gleichmäßig verjüngen und spleißen statt knoten (siehe Einteilung und Reparatur).

Wie die Masse auslaufen soll

Die Welle läuft am besten, wenn die Masse pro Meter von hinten nach vorne gleichmäßig abnimmt. Jeder Sprung wirft einen Teil der Energie zurück. Wie viel, hängt vom Verhältnis der Masse pro Meter vor und hinter der Stelle ab. Die Physik der Seilwelle gibt dafür eine einfache Rechnung:

Viele kleine Stufen sind also viel besser als wenige große. Am besten ist eine stetige Verjüngung ganz ohne Stufen. Das gilt für die ganze Peitsche: Strang für Strang beim Flechten, beim Übergang von der Goisel zur Goisale und von der Goisale zur Treibschnur.

• Knoten sind kurze, schwere und steife Stellen. Sie werfen Energie zurück, knicken schlecht und reiben. Lieber spleißen.
• Stränge versetzt herausnehmen, nie mehrere an derselben Stelle (siehe Einteilung).
• Dicke Stellen durch Reparaturen oder Wickelungen vermeiden, vor allem vorne.
• Der einzige gewollte harte Punkt ist die Befestigung am Stecken (siehe Stecken).

Werkstoffe: Festigkeit und Temperatur

Vorne an der Spitze ist die Belastung am größten. Die Treibschnur wird ruckartig gestreckt. Luftreibung und Stoßwelle erhitzen sie in Bruchteilen einer Sekunde. Kunststoff kann dort anschmelzen (siehe Treibschnur, Hitzemauer und angeschmolzenes Dyneema). Hinten zählen eher Gewicht, Griffigkeit und dass das Seil nicht zu stark dehnt.

Faustregel: Hinten darf eine gutmütige Faser wie Hanf oder Polyester sitzen. Nach vorne sollen Dehnung und Hitzeempfindlichkeit abnehmen. Die Zahlen sind typische Werte für die Fasern. Seile und Schnüre je nach Hersteller weichen ab. Mehr unter Materialien.

Die Technik: Der Körper als Teil der Peitsche

Die Energie kommt nicht nur aus dem Arm. Bei einem guten Schlag läuft sie wie eine Welle durch den ganzen Körper: Beine, Hüfte, Oberkörper, Schulter, Arm, Handgelenk, Stecken. Jedes Glied beschleunigt das nächste und bremst dann ab. So wird die Energie weitergereicht, genau wie später in der Goisel.

1. Stand: Füße etwa schulterbreit, Knie locker. Die Beine geben den Halt.
2. Hüfte und Oberkörper drehen zuerst, der Arm folgt.
3. Der Arm führt den Stecken in einer ruhigen, gleichmäßigen Bahn. Kein Reißen, kein Hacken.
4. Zum Schluss der kurze Zug zurück. Er strafft die Goisel und macht die Schlaufe klein.

Warum die Schlaufe klein sein muss

Je kleiner die Schlaufe, desto weniger Masse ist gerade in der Kurve in Bewegung und desto schneller läuft sie. Der Impuls konzentriert sich auf ein kurzes Stück, ähnlich wie bei der Eiskunstläuferin, die die Arme anzieht. Eine große, weite Schlaufe verteilt die Energie, die Spitze wird langsamer, der Knall bleibt schwach oder ganz aus. Eine kleine Schlaufe macht den Knall außerdem heller (siehe Akustik, Richtwirkung).

Overhead und Reverse Overhead

Bei der Kirchweih schlagen wir im Wechsel über dem Kopf: einmal nach vorne (Overhead), einmal zurück (Reverse Overhead). Die Goisel berührt den Boden nicht. Der Schwung des einen Schlags wird für den nächsten genutzt. Das spart Kraft. Dafür muss man die Goisel die ganze Zeit in der Luft halten und am Ende jedes Schlags umlenken. Genau hier merkt man jedes Gramm.

Was ein Mensch leisten kann

Beim Schwung zieht die Fliehkraft am Griff: F = m · v² / r. Beispiel: Eine 2,5-kg-Goisel mit dem Schwerpunkt 1,5 m von der Schulter bei 8 m/s ergibt etwa 107 Newton, also rund 11 kg Zug. Eine 1-kg-Goisel bei 12 m/s ergibt etwa 96 Newton. Beim Knall kommt ein kurzer Ruck dazu. Die schwere Goisel ist also nicht viel zugkräftiger, aber sie muss den ganzen Schwung lang getragen werden.

Bei der Kirchweih knallt jeder nur wenige Schläge am Stück, meist vier im Wechsel als Overhead und Reverse Overhead. Die Goisel berührt dabei den Boden nicht. Je schwerer die Goisel, desto weniger Schläge schafft man am Stück, weil sie die ganze Zeit in der Luft gehalten und umgelenkt werden muss. Ab etwa 2 kg wird das für die meisten spürbar. 2,5 kg sind für kräftige Knaller die Grenze. Unsere 20-Strick-Goisel mit 8 cm Durchmesser zeigt außerdem: Dicker geht, aber die innere Reibung frisst einen großen Teil der Energie.

Richtwerte nach Länge und Masse

Die Tabelle fasst unsere Erfahrung und die Theorie zusammen. Es sind Richtwerte, keine Normen.

Wichtig: Mit gleicher Technik sind alle diese Goiseln ungefähr gleich laut. Sie klingen aber verschieden, und sie verlangen dem Knaller verschieden viel ab.

Rundschnur oder Band

Ein schweres Band an einer leichten Goisel kommt nicht in den Überschall. Dann gibt es keinen Knall, nur ein Klatschen. Mehr dazu unter Treibschnur und im Abschnitt Rundschnur gegen Karbatschenband unter Akustik.

Zwölf Regeln für die optimale Goisel

1. Die Masse zur eigenen Kraft wählen, nicht zum Ehrgeiz.
2. Gleichmäßig verjüngen, über die ganze Länge, bis auf wenige Gramm am Ende.
3. Keine Knoten. Übergänge spleißen.
4. Das dicke Ende kurz halten.
5. Vorne steife Faser, hinten darf das Seil etwas nachgeben.
6. Dicht und glatt flechten.
7. Die Treibschnur zum Gewicht wählen: dünn für leicht, Band für schwer.
8. Trocken halten und lagern.
9. 3 bis 5 m sind das Optimum aus Lautstärke, Klang und Kraft.
10. Technik vor Masse: Eine kleine, saubere Schlaufe bringt mehr als 500 g mehr Gewicht.
11. Den ganzen Körper einsetzen: Beine, Hüfte, Schulter, Arm, in dieser Reihenfolge.
12. Lieber wenige saubere Schläge am Stück als viele müde.