Der Hula-Hoop-Reifen, ein beliebtes Spielzeug und Trendsport aus den 1950er Jahren, steht im Mittelpunkt neuer wissenschaftlicher Untersuchungen. Experimentalphysiker und Mathematiker der New Yorker Universität haben die physikalischen Prinzipien hinter dem Hula-Hoop analysiert und ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „PNAS“ veröffentlicht. Sie untersuchten, wie der Reifen gegen die Schwerkraft in der Luft bleibt und welche Körperformen dabei entscheidend sind.
Um das Phänomen des „Schwebezustands“ zu entschlüsseln, führten die Forscher Experimente mit Plastikringen durch. Diese Versuche fanden auf einer motorbetriebenen Drehscheibe statt, die die Hüftbewegungen beim Hooping nachahmte. Eine Analyse der Bewegungen zeigte, dass die Form des Körpers einen Einfluss auf die Fähigkeit hat, den Reifen in der Luft zu halten. Laut der Studie sind Körperformen mit einer „Taille“ besser geeignet, während runde oder eiförmige Körperformen weniger effektiv in der Hula-Hoop-Bewegung sind.
Forschungsergebnisse und Anwendungen
Ein vereinfachtes mathematisches 2D-Modell wurde entwickelt, um die Bewegungen zu analysieren. Die Studie identifiziert zwei Zustände: Entweder fällt der Reifen hinunter oder synchronisiert sich mit dem Körper. Die Forscher fanden heraus, dass eine klassische Sanduhrfigur optimal für das Hula-Hooping ist, was teilweise erklärt, warum Profis in der Lage sind, mehrere Reifen gleichzeitig zu kreisen. Die Erkenntnisse könnten zudem für Ingenieure von Interesse sein, um in der Robotik und der Übertragung von Vibrationsenergie innovative Ansätze zu entwickeln.
Zusätzlich führten die Wissenschaftler Miniatur-Experimente im Applied Mathematics Laboratory der NYU durch. Dabei wurden 3D-gedruckte Roboterkörper различных geometrischen Formen (Zylinder, Kegel, Sanduhr) eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Körperform entscheidend für die Stabilität des Reifens ist. Zwei zentrale Faktoren für einen erfolgreichen Hula-Hoop-Durchgang sind die schrägen Flächen, die die Hüften imitieren, und die kurvige Form, die die Taille repräsentiert. Diese Aspekte bieten Erklärungen dafür, warum manche Menschen im Hula-Hoop besser abschneiden als andere, wie [die WELT](https://www.welt.de/wissenschaft/article255059590/Hula-Hoop-Forscher-lueften-das-Geheimnis-des-schwebenden-Reifens.html) berichtet.
Zusammenfassung der Forschungsergebnisse hierzu gibt zudem [das Wetter](https://www.daswetter.com/nachrichten/wissenschaft/die-mathematik-des-hula-hoops-entschlusselt-darum-schweben-reifen-an-manchen-korpern-besser-und-an-anderen-nicht.html), der zufolge die Physik hinter Hula-Hoop komplex ist und weitreichende technische Implikationen hat. Die Studie hat das Potenzial, innovative Strategien zur Bewegungssteuerung und zur Effizienzsteigerung in der Robotik und Energienutzung zu fördern.
