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Weltmeister der Flatterbälle Fußball und Physik

Demnächst ist es so weit. Die Fußball-Weltmeisterschaft beginnt mit dem Spiel Brasilien gegen Kroatien. Und neben Fußball ist nun wie immer Kaffeesatzlesen Nationalsport. Wer wird am Ende gewinnen? Wer wird Torschützenkönig? Hellseher werden befragt, manchmal auch Tiere als Orakel missbraucht. Ja, und sogar Wissenschaftler hat das Fußballfieber gepackt, allen voran den Physiker Metin Tolan, Professor an der Universität Dortmund.


Zuerst mal die gute Nachricht, Herr Tolan. Sie sagen Deutschland wird höchstwahrscheinlich Weltmeister, wie kommen Sie dazu?
Tolan: Deutschland wird mit der höchsten Wahrscheinlichkeit von allen Teams Weltmeister. Fußball ist – statistisch gesehen- eigentlich ein Würfelspiel. Die Mannschaften haben unterschiedliche Würfel, manche zeigen öfters die Zahl sechs, andere überhaupt nicht, also: Es gibt eben unterschiedliche Qualitäten. Ich habe dann einfach mal das gesamte Turnier simuliert und habe jeder Mannschaft verschiedene Würfel gegeben, je nach Qualität der Mannschaft, je nachdem, wie die Teams sich in der Qualifikation geschlagen haben, ja und da kam Deutschland als Sieger heraus.

Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit des Sieges?

Oktopus Paul, das Fußball WM-Orakel 2010

Oktopus Paul, das Fußball WM-Orakel 2010

Tolan: Das sind 20 Prozent, das hört sich wenig an, aber Sie müssen bedenken, da laufen ja 32 Teams auf, und wenn alle gleich stark wären, könnte ein Team mit 3prozentiger Wahrscheinlichkeit gewinnen, also 20 Prozent sind schon viel.


Ist es nicht problematisch, wenn Sie sich an alten Spielen orientieren und aktuelle Entwicklungen wie Verletzungen ausblenden?

Metin Tolan

Der Physiker Metin Tolan

Tolan: Ja, Sie haben Recht, den Fall Reus konnte ich nicht berücksichtigen, ich habe eben so getan, als würden alle Mannschaften so weiterspielen wie bei der Qualifikation. Und unter diesen Bedingungen komme ich zu den 20 Prozent, mehr kann Statistik nicht leisten. Und zum Fall Reus: Der kann zwar nicht mitspielen, aber dennoch ist das eine gute Mannschaft.

Sie nehmen die WM also zum Anlass für Statistik und Physik zu werben?
Tolan: Ja, aber in erster Linie bin ich ein großer Fan, und mir macht es Spaß, Berechnungen zum Fußball anzustellen, das ist ein sehr egoistisches Motiv, und dann merken Sie, das interessiert auch andere, dann mündet der Egoismus in etwas ganz Anderes, aber, wie gesagt: Am Anfang steht nur meine Begeisterung.

Wäre es gut, wenn etwa Podolski viel über Physik wissen würde?

Fußballerbeine und der am Boden liegende Torwart kämpfen um den Ball

Alles nur Zufall?

Tolan: Ich vermute mal, der Mann hat gar kein physikalisches Wissen, und das ist auch gut so, er sollte aus Erfahrung handeln, aus Intuition. Ich als Physiker könnte ihm dann vieles berechnen, dazu muss man aber sagen: Es ist sehr schwer zu berechnen, wie ein Fußball durch die Luft fliegt. Bei einer schweren Kugel beim Kugelstoßen ist das anders, da kann man wegen des Gewichts den Luftwiderstand ausblenden und so den Flug der Kugel berechnen. Es ist ebenfalls einfach zu berechnen, wie ein Tischtennisball fliegt, weil der so leicht ist, da kann man die Schwerkraft ausblenden. Aber beim Fußball wird es sehr schwer, weil die Schwerkraft und der Luftwiderstand ungefähr gleich groß sind und da wird es schwierig für den Physiker.

Wie sieht es mit den Flugeigenschaften des Balls aus?
Tolan: Da wird es richtig kompliziert, die hängen nämlich wiederum von der Oberfläche des Balls ab, also konkret von den Nähten. Der perfekt glatte Ball würde durch die Luft eiern wie ein Plastikball, den man am Strand hat. Es hängt von der Anzahl der Nähte ab, ob ein Ball kontrolliert durch die Luft fliegt oder nicht.

Gibt es die gefürchteten Flatterbälle?

Fußballtorwart in Aktion beim Elfmeter

Flatterball oder Torwartfehler?

Tolan: Also die heutigen Fußbälle haben Flugeigenschaften, die sehr gut sind, man hat die ja sogar im Windkanal getestet, deshalb gibt es fast keine Flatterbälle. Das Phänomen ist übrigens wissenschaftlich noch nicht geklärt. Flatterbälle, wenn es sie denn überhaupt gibt, kommen nur in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich vor, man darf den Ball nicht zu schnell und nicht zu langsam treten, dann könnte das Flattern tatsächlich auftreten. Aber man kann das nicht bewusst hervorrufen. Das glaube ich nicht.

Wie schnell kann so ein Fußball werden?
Tolan: Beim Freistoß kriegen Sie den auf 120 bis 130 Kilometer pro Stunde, mehr ist nicht drin. Es gibt eine grobe Faustformel dafür: Bei Schüssen, bei denen man schnell anläuft, also etwa beim Elfmeter, kann man die Anlaufgeschwindigkeit mal vier nehmen, dann kommen Sie auf die Geschwindigkeit des Balls. Das macht klar: Sie können 200 Kilometer pro Stunde niemals erreichen, Sie müssten ja mit 50km/h laufen, das schafft kein Mensch.

Was sagt ein Physiker zur Spielweise der Deutschen, auf engem Raum zu spielen, alles abzudecken?

Fußballerbeine kämpfen um den Ball

Kurze Pässe gegen den Zufall

Tolan: Ja, das gilt ja auch für Barcelona. Sie müssen bedenken, dass beim Fußball der Zufall eine sehr große Rolle spielt. Der Zufall resultiert aus den großen Distanzen, die man mit einem Schuss überbrücken muss. Sie können sich ausrechnen, wenn Sie einen 16 Meter-Schuss machen, und nur um einen Grad den Abschusswinkel ändern und um 1 Kilometer pro Stunde die Abschussgeschwindigkeit ändern, dann haben Sie bereits eine Streuung in der Höhe von 50 Zentimeter, das sorgt wieder für ein zufälliges Ergebnis. Sie können die Flugbahn nicht kontrollieren. Und was machen gute Mannschaften? Sie wollen den Zufall ausschalten, vermeiden solche Schüsse über weite Distanzen und konzentrieren sich auf kleine Räume und kleine Distanzen. Das machen die Deutschen perfekt, ja, es ist langweilig, immer dieses Spielen von kurzen Pässen, aber so ist das nun mal.

Von Metin Tolan gibt es auch ein Buch zum Thema:
Manchmal gewinnt der Bessere: Die Physik des Fußballspiels (Piper-Verlag, 2011)