Testat II Biomechanik

1. Prinzip der Anfangskraft

2. Prinzip des optimalen Beschleunigungsweg

3. Prinzip der optimalen Tendenz im Beschleunigungsverlauf

4. Prinzip der zeitlichen Koordination von Teilbewegungen

5. Prinzip der Gegenwirkung

6. Prinzip der Impulserhaltung

Dieses Prinzip besagt, dass eine Bewegung, mit der eine hohe Endgeschwindigkeit erreicht werden soll, durch eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung einzuleiten ist.

-> Bsp. Sprung ohne vs. mit in die Hocke gehen und Schwung holen

Für manche Bewegungen braucht man nicht maximale/minimale Beschleunigung, sondern eben die optimale.

Soll im Laufe einer sportmotorischen Fertigkeit der Körper des Sportlers oder eines Sportgerätes auf eine hohe Endgeschwindigkeit gebracht werden, muss der Beschleunigungsweg eine optimale Länge haben. (Kann geradlinig oder stetig gekrümmt sein)

Entweder

• hohe Endgeschwindigkeit (Kugelstoßen) oder

• möglichst geringe Zeitdauer (Fechten)

Bei Sportarten, bei denen es darum geht, schnellstmöglichst Kraft zu entwickeln, müssen die größten Beschleunigungskräfte am Anfang der Beschleunigungsphase wirksam werden.

Für Sportarten, bei denen eine möglichst hohe Endgeschwindigkeit erreicht werden soll (leichtathletische Wurfdisziplinen), liegen die größten Beschleunigungskräfte am Ende der Beschleunigungsphase

Damit eine effektive Bewegung (hohe Endgeschwindigkeit des Körpers, eines Körperteils oder eines Sportgerätes) erreicht wird, müssen die Teilaktionen der verschiedenen Muskeln gut (zeitlich und räumlich) aufeinander abgestimmt sein.

Auf eine Teilbewegung im Körper folgt eine Gegenbewegung. Prinzip Actio, Reactio.

Bsp. Weitsprung -> in Flugphase: Beine nach vorne, Arme nach hinten.

Das Prinzip der Impulserhaltung beruht auf dem Drehimpulserhaltungssatz. Danach bleibt der Drehimpuls einer Bewegung konstant, wenn keine äußeren Kräfte wirken. Diese Gesetzmäßigkeit erlaubt einem Sportler die aktive Kontrolle seiner Drehgeschwindigkeit.

Bsp. Salto -> Massenträgheitsmoment wird verringert wenn Arme nah am Körper sind, die Winkelgeschwindigkeit wird erhöht.

Die Kontraktionsgeschwindigkeit und Muskelkraft verhalten sich invers zueinander: Bei hoher Kontraktionsgeschwindigkeit ist die Muskelkraft demnach gering, und bei geringer Kontraktionsgeschwindigkeit hoch. Das Produkt aus den beiden Faktoren ist konstant. (Die Ursache für diesen Zusammenhang ist die Kinetik des Querbrückenzyklus.)

(Fm+a)(vk+b)=const

Bsp. Liegestütze

Runter = Exzentrisch (verängert sich)

Hoch = Konzentrisch (verkürzt sich)

Halten = Isometrisch (bleibt gleich)

1. Kinemetrie (direkt und indirekt)

2. Dynamometrie

3. Elektrophysiologische Verfahren

4. Anthropometrie

Wege und Geschwindigkeiten

Direkt:

-> Merkmale werden direkt erfasst und weiterverarbeitet

Erfassung von Weg, Zeit, Beschleunigung, Geschwindigkeit

Motion-Capture-Anzüge oder Optoelektronische Systeme

Indirekt:

-> Aufnahmen werden ausgewertet und analysiert

Erfassung von Weg und Winkel.

Videoanalyse und Inertialsensoren

Messung von Kräften und Drehmomenten, die bei körperliche Bewegungen oder mechanischen Prozessen auftreten.

Erfassung von Kraft [F], Druck [N/m2] , Moment [Nm].

Bsp. Kraftmessplattformen -> Kraftmessplatte, misst die Kraft die auf Boden wirkt, wenn Person geht.

Aktivität des Muskels wird indirekt bestimmt

Aus vielen Einzelpotenzialen entsteht Elektromyogramm

Nutzen:

• Erkennung des zeitlichen Aktivierungsmuster eines Muskels

• Beteiligung bestimmter Muskeln an der Bewegung

• Zeitliche Koordination der Muskeln zueinander

Damit werden Messverfahren zusammengefasst, mit denen die folgenden mechanischen Eigenschaften des Bewegungsapparates BA bestimmt werden können:

• Längenmaße

• Geometrische Verteilung der Masse

• Innere Geometrie des BA

• Fertigkeitseigenschaften der einzelnen Komponenten des BA

Körperschwerpunkt

-> Fiktiver Punkt, in dem die gesamte Masse des Körpers konzentriert wird, der Angriffspunkt der Schwerkraft. Beim Menschen: Lage variabel.

Experimentell

• Kräfte messen, mit z.b. Körperfettwaage

Analytisch

• Körper wird segmentiert (Kopf, Rumpf, Beine, Arme etc.)

• Bestimmung der Masse jedes Segments, Jedes Segment hat eigenen KSP

• Berechnung des Gesamtschwerpunktes: Durch Gewichtung der Segmentschwerpunkte wird Gesamtschwerpunkt bestimmt.

-> Abhängig von anthropometrischen Größen (Körpermaß, Längenmaß, Umfangsmaß, Breitenmaß, BMI etc.)

Vorteile

• Schnelle Auswertung

• Individuell

Nachteile

• Proband muss auf Waage im Labor: Person muss anwesend sein

• Nur einfache Posen möglich

Vorteile

• Universell für fast alle Körperhaltungen einsetzbar

  Nicht zeitlich gebunden: Person muss nicht anwesend sein

• Mehr Praxisbezug

• Im Wettkampf möglich, mit Kamera

• Mit Bild/Film gut anschaulich und verständlich

Nachteile

• Viele Fehlerquellen; ungenaue Modellannahmen, falsche Festlegung der TeilKSP, Festlegung der Gelenkpunkte subjektiv

• Aufwendige Auswertung

• Nicht individuell, Modellvorstellung statt realer Werte

System von mindestens 3 Segmenten, die miteinander gelenkig verbunden sind. Freiheitsgrade vergrößern sich mit jedem Segment. Ist ein Prinzip von Lasten auf mechanische Systeme (Körper=mechanisches System)

Offene Ketten:

• Größere Beweglichkeit

• Badminton, Tennis, Wurf, Stoß, Sprung, Schlag

Geschlossene Ketten:

• Keine freien Gliederenden

• Min. vier Glieder, sonst ist keine Bewegung möglich

• Kugelstoßen (weil Kontakt zum Boden), Gehen, Kniebeugen, Kreuzheben, Bankdrücken.

-> Sportartspezifisch sollte man immer die gesamte Kette trainieren. (Offene Kette=eher Feinschliff)

Ziel -> biologischer Muskel sinngemäß in ein übersichtliches, mechanisches Modell zu übertragen.

Modell besteht aus drei Hauptelementen.

• Sehne -> als Feder dargestellt, weil elastisch. Sehnen befinden sich am Anfang/Ende des Muskels. Seriell elastisches Element, SEE

• Muskel -> wird als kontraktiles Element dargestellt CE

• Bindegewebe -> parallel elastisches Element PEE, wird auch nochmal als Feder dargestellt.