News: Steinzeitliches Know-How
Die Erfindung von Speerschleudern vor etwa 16000 Jahren erwies sich für die Menschheit als wahrer Segen. Denn damit konnten unsere Ahnen ihre tödlichen Geschosse noch schneller und weiter schleudern. Wie weit und schnell genau - darüber soll ein Computermodell Aufschluss geben.
© (Ausschnitt)
Irgendwann im Laufe der Evolution drehten unsere Vorfahren den Spieß um und wurden von Gejagten zu Jägern. Mit Hilfe von Speeren erwehrten sie sich nicht nur ihrer Feinde, sondern wurden sogar selbst zum gefährlichen Raubtier. Dabei könnte ihnen insbesondere die Erfindung von Speerschleudern einen entscheidenden technologischen Vorsprung gegenüber der Tierwelt verschafft haben.
Diese Geräte waren dermaßen erfolgreich, dass sie sogar noch bis Mitte des letzten Jahrhunderts von Eskimos in Alaska und australischen Aborigines bei der Jagd eingesetzt wurden. Dabei ist eine Speerschleuder eigentlich nichts anderes als ein etwa einen halben Meter langer hakenförmiger Stock, in dessen kurzes Ende der Speer gesteckt wird.
Doch wie weit schleuderten unsere steinzeitlichen Ahnen die Speere, und wie treffsicher waren sie dabei? Konnten sie damit tatsächlich Mammuts erlegen? Eine Möglichkeit diese Fragen zu beantworten, ergibt sich durch den Nachbau und das Ausprobieren der altertümlichen Speerschleudern samt Geschosse. Diese Experimente zeigten, dass die Speere Geschwindigkeiten von bis zu 90 Kilometer pro Stunde erreichen und bis zu 65 Meter weit fliegen konnten.
Das Problem ist aber, dass diese Ergebnisse sehr stark vom Geschick und auch der Tagesform des jeweiligen Werfers abhängen. Oder wie es Robert Baugh ausdrückt: "Der Speer, der am weitesten fliegt, könnte einfach nur von der ausgeruhtesten Person stammen" und nicht von der besten Speerschleuder.
Deswegen entwickelte der Hobby-Forscher zur Unterstützung der Experimente ein Computermodell, dass die Wurfweite und Geschwindigkeit verschiedener Speere unter Verwendung unterschiedlicher Speerschleudern bei konstantem Kraftaufwand berechnen sollte.
Dabei ließ er im Gegensatz zu vorher entwickelten Modellen nur vier Faktoren in die Berechnungen mit einfließen. So bezog er zum einen die Kraft in horizontaler, also in Wurfrichtung, und die Masse der Hand mit ein.
Und da der Wurf normalerweise mit einer schnellenden Drehbewegung aus dem Handgelenk unterstützt wird, berücksichtigte er außerdem noch die Stärke der Drehung – das so genannte Drehmoment – und das Trägheitsmoment, das die Hand dagegen setzt. Außerdem ging er der Einfachheit halber davon aus, dass die Hand und die Speerschleuder beim Wurf eine feste Einheit bilden.
Dann nahm Baugh die Würfe eines 50-jährigen, gut trainierten Mannes mit einer Hochgeschwindigkeitskamera auf. Dadurch konnte er alle 0,2 Sekunden die aufgewandten Kräfte sowohl in horizontaler als auch in Drehrichtung in Relation zur Position der Hand studieren.
Seine Analyse ergab, dass der Werfer nach dem Ausholen langsam seine Kraft und damit die Beschleunigung in Vorwärtsrichtung erhöht, bis sie etwa in der Mitte der Bewegung maximal wird. Erst danach hilft er mit einer Drehung aus dem Handgelenk dem Speer zusätzlich auf die Sprünge. Den Verlauf der Kräfte näherte Baugh mit einer mathematischen Funktion an und fütterte sein Programm damit.
Schließlich machte er die Probe aufs Exempel und gab vier unterschiedliche Massen von Speeren zwischen 50 und 250 Gramm ein – Werte, wie sie von Ureinwohnern und archäologischen Funden bekannt sind – und variierte dabei die Länge der Schleuder.
Die am Computer errechneten Geschwindigkeiten lagen zwischen 70 und 120 Kilometer pro Stunde, was einigermaßen mit experimentell bestimmten Werten übereinstimmt. Doch die Simulation ergab auch, dass die Länge der besten Speerschleuder, welche einem Speer die größte Geschwindigkeit verleiht, etwa 30 Zentimeter ist – was im Vergleich zu realen Schleudern viel zu kurz ist.
Baugh führt das darauf zurück, dass einige seiner Annahmen wahrscheinlich zu vereinfachend sind. Anscheinend muss das Programm also noch verfeinert werden.
Dennoch versuchte sich Baugh an der Lösung des Rätsels, warum bei Ausgrabungen in Nordamerika viele Speerschleudern gefunden wurden, die am langen Ende mit einem Gewicht beschwert waren. Forscher spekulieren darüber, dass diese zusätzliche Last dem Speer eine noch größere Geschwindigkeit verlieh.
Das Computermodell widerspricht allerdings dieser Annahme. Demnach verringert ein zusätzliches Gewicht sogar die Schnelligkeit des Geschosses – wenn auch nicht viel. Allerdings ist diese Aussage wegen der Unzulänglichkeiten des Programms mit Vorsicht zu genießen.
Immerhin zeigte die Simulation schon mal ganz richtig, dass die Speere umso weiter fliegen, je elastischer die Schleuder ist. Vielleicht offenbart sich also in Zukunft mit weiterer Verbesserung der Computersimulation doch noch der Sinn und Zweck der beschwerten Speerschleudern – und ermöglicht uns in Verbindung mit weiteren Experimenten einen besseren Einblick in die Jagd- und Lebensweise unserer Vorfahren.
Diese Geräte waren dermaßen erfolgreich, dass sie sogar noch bis Mitte des letzten Jahrhunderts von Eskimos in Alaska und australischen Aborigines bei der Jagd eingesetzt wurden. Dabei ist eine Speerschleuder eigentlich nichts anderes als ein etwa einen halben Meter langer hakenförmiger Stock, in dessen kurzes Ende der Speer gesteckt wird.
Doch wie weit schleuderten unsere steinzeitlichen Ahnen die Speere, und wie treffsicher waren sie dabei? Konnten sie damit tatsächlich Mammuts erlegen? Eine Möglichkeit diese Fragen zu beantworten, ergibt sich durch den Nachbau und das Ausprobieren der altertümlichen Speerschleudern samt Geschosse. Diese Experimente zeigten, dass die Speere Geschwindigkeiten von bis zu 90 Kilometer pro Stunde erreichen und bis zu 65 Meter weit fliegen konnten.
Das Problem ist aber, dass diese Ergebnisse sehr stark vom Geschick und auch der Tagesform des jeweiligen Werfers abhängen. Oder wie es Robert Baugh ausdrückt: "Der Speer, der am weitesten fliegt, könnte einfach nur von der ausgeruhtesten Person stammen" und nicht von der besten Speerschleuder.
Deswegen entwickelte der Hobby-Forscher zur Unterstützung der Experimente ein Computermodell, dass die Wurfweite und Geschwindigkeit verschiedener Speere unter Verwendung unterschiedlicher Speerschleudern bei konstantem Kraftaufwand berechnen sollte.
Dabei ließ er im Gegensatz zu vorher entwickelten Modellen nur vier Faktoren in die Berechnungen mit einfließen. So bezog er zum einen die Kraft in horizontaler, also in Wurfrichtung, und die Masse der Hand mit ein.
Und da der Wurf normalerweise mit einer schnellenden Drehbewegung aus dem Handgelenk unterstützt wird, berücksichtigte er außerdem noch die Stärke der Drehung – das so genannte Drehmoment – und das Trägheitsmoment, das die Hand dagegen setzt. Außerdem ging er der Einfachheit halber davon aus, dass die Hand und die Speerschleuder beim Wurf eine feste Einheit bilden.
Dann nahm Baugh die Würfe eines 50-jährigen, gut trainierten Mannes mit einer Hochgeschwindigkeitskamera auf. Dadurch konnte er alle 0,2 Sekunden die aufgewandten Kräfte sowohl in horizontaler als auch in Drehrichtung in Relation zur Position der Hand studieren.
Seine Analyse ergab, dass der Werfer nach dem Ausholen langsam seine Kraft und damit die Beschleunigung in Vorwärtsrichtung erhöht, bis sie etwa in der Mitte der Bewegung maximal wird. Erst danach hilft er mit einer Drehung aus dem Handgelenk dem Speer zusätzlich auf die Sprünge. Den Verlauf der Kräfte näherte Baugh mit einer mathematischen Funktion an und fütterte sein Programm damit.
Schließlich machte er die Probe aufs Exempel und gab vier unterschiedliche Massen von Speeren zwischen 50 und 250 Gramm ein – Werte, wie sie von Ureinwohnern und archäologischen Funden bekannt sind – und variierte dabei die Länge der Schleuder.
Die am Computer errechneten Geschwindigkeiten lagen zwischen 70 und 120 Kilometer pro Stunde, was einigermaßen mit experimentell bestimmten Werten übereinstimmt. Doch die Simulation ergab auch, dass die Länge der besten Speerschleuder, welche einem Speer die größte Geschwindigkeit verleiht, etwa 30 Zentimeter ist – was im Vergleich zu realen Schleudern viel zu kurz ist.
Baugh führt das darauf zurück, dass einige seiner Annahmen wahrscheinlich zu vereinfachend sind. Anscheinend muss das Programm also noch verfeinert werden.
Dennoch versuchte sich Baugh an der Lösung des Rätsels, warum bei Ausgrabungen in Nordamerika viele Speerschleudern gefunden wurden, die am langen Ende mit einem Gewicht beschwert waren. Forscher spekulieren darüber, dass diese zusätzliche Last dem Speer eine noch größere Geschwindigkeit verlieh.
Das Computermodell widerspricht allerdings dieser Annahme. Demnach verringert ein zusätzliches Gewicht sogar die Schnelligkeit des Geschosses – wenn auch nicht viel. Allerdings ist diese Aussage wegen der Unzulänglichkeiten des Programms mit Vorsicht zu genießen.
Immerhin zeigte die Simulation schon mal ganz richtig, dass die Speere umso weiter fliegen, je elastischer die Schleuder ist. Vielleicht offenbart sich also in Zukunft mit weiterer Verbesserung der Computersimulation doch noch der Sinn und Zweck der beschwerten Speerschleudern – und ermöglicht uns in Verbindung mit weiteren Experimenten einen besseren Einblick in die Jagd- und Lebensweise unserer Vorfahren.
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