Grundlagen der Bewegungswissenschaft WS 2007 A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge-

Grundlagen derBewegungswissenschaft

WS 2007

A. Bund: Grundlagen derBewegungswissenschaft

Biomechanik

1. Einführung

2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden

3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports

4. Kraft-Zeit-Verläufe

5. Biomechanische Prinzipienc

Definition

Die Biomechanik des Sports ist die Wissenschaft von

der mechanischen Beschreibung und Erklärung der

Erscheinungen und Ursachen von Bewegungen im

Sport unter Zugrundelegung der Bedingungen des

menschlichen Organismus.

(Willimczik, 1999, 21)

Bewegung als physikalisches Phänomen

Bewegung ist ein objektiv in Erscheinung tretender

Vorgang der Ortsveränderung eines Körpers in einer

bestimmten Zeiteinheit.

Biomechanik

1. Einführung




5. Biomechanische Prinzipien


Teilgebiete der Biomechanik des Sports

Kinematik

raum-zeitliche Charakteristikvon Bewegungen

Kinematische Meßgrößen

Translatorische Bewegungen

Sprint

Rotatorische Bewegungen

Turnen

Weg [s]

Zeit [t]

Geschwindigkeit [v]

Beschleunigung [a]

Winkel [φ]

Zeit [t]

Winkelgeschwindigt. [ω]

Winkelbeschleunig. [α]

Biomechanik

1. Einführung






Teilgebiete der Biomechanik des Sports

Dynamik

Wirkung von Kräftenauf Körper

Dynamische Meßgrößen

Translatorische Bewegungen

Sprint

Rotatorische Bewegungen

Diskuswurf

Masse [m]

Kraft [F]

Impuls [P]

Trägheitsmoment [J]

Drehmoment [M]

Drehimpuls [L]

Biomechanik

1. Einführung






Biomechanische Meßmethoden

Anthropometrie

genaue Vermessung desmenschlichen Körpers

GrößeGewicht

KörperbauKSP

TeilmassenSSP

...

Biomechanik

1. Einführung







Kinemetrie

Erfassung der kinematischen Grundgrößen (Orts-Zeit-Messung)

Direkte Verfahren: Abdruckmessung, Kontakt-schalter, Lichtschranken

Indirekte Verfahren: Stroboskopie,Videoaufnahmen

Biomechanik

1. Einführung







Dynamometrie

Erfassung der dynamischen Grundgrößen (Kraft-Messung)

Kraftmeßplattform

Dehnmeßstreifen

Dynamometer

Biomechanik

1. Einführung






Dynamometrie

Ax

Bx

5

-2

Fz

[kN]

Fx

[kN]

Zeit t [s]0.1

0.1 Zeit t [s]

Az Bz

FZ: vert. AbsprungkraftFX: horiz. AbsprungkraftG: Gewichtskraftt1: Beginn des Absprungst2: Ende d. vert. Bremsvorg.t3: Ende d. hor. Bremsvorg.t4: Ende des AbsprungsAZ: vertikaler BremsstoßBZ: vert. Beschleunig.-stoßAX: hor. BremsstoßBX: hor. Beschleunig.-stoß

t1 t2 t3 t4

G

Biomechanik

1. Einführung







Elektromygraphie

Erfassung der bio-elektrischen Muskelaktionspotentiale

Biomechanik

1. Einführung






Aufgabenbereiche

Aufgabenbereiche der Leistungsbiomechanik

(Äußere Biomechanik)

Technikanalyse

Technikansteuerung Konditionsansteuerung

Konditionsanalyse

Aufgabenbereiche der anthropometrischen

Biomechanik

(Äußere Biomechanik)

Leistungsprognose

Aufgabenbereiche der präventiven Biomechanik

(Innere Biomechanik)

Belastungsgestaltung

Eignungsdiagnose Belastungsanalyse

Technikoptimierung

Biomechanik

1. Einführung






Beispiel Technikanalyse/-ansteuerung

Biomechanik

1. Einführung






Beispiel Technikoptimierung

Biomechanik

1. Einführung






Kraft-Zeit-Verlauf beim Stehen

Biomechanik

1. Einführung






Kraft-Zeit-Verlauf beim Tiefgehen in die Hocke?

Biomechanik

1. Einführung






Kraft-Zeit-Verlauf beim Tiefgehen in die Hocke?

Biomechanik

1. Einführung






Kraft-Zeit-Verlauf beim Squat Jump

Biomechanik

1. Einführung






Kraft-Zeit-Verlauf beim Countermovement Jump

A

B

Biomechanik

1. Einführung






Definition

Sie (die biomechanischen Prinzipien, A.B.) enthalten

„die allgemeinsten Erkenntnisse über das rationelle

Ausnutzen der mechanischen Gesetze bei sportlichen

Bewegungen.

(Hochmuth, 1967, 187; zit. nach Willimczik, 1999, 55)

Biomechanik

1. Einführung






Biomechanische Prinzipien

BiomechanischePrinzipien

Prinzip der Koordination

von Teilimpulsen

Prinzip des optimalen

Beschleunigungs-weges

Prinzip der Gegenwirkung

Prinzip derAnfangskraft

Biomechanik

1. Einführung






Prinzip der Anfangskraft

Prinzip derAnfangskraft

Bewegungen, bei denen eine hohe

Endgeschwindigkeit erreicht werden

soll, sind durch eine entgegengesetzt

gerichtete Bewegung einzuleiten.

Biomechanik

1. Einführung






Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges

Prinzip des optimalenBeschleunigungsweges

Der Beschleunigungsweg soll

optimal (nicht maximal!) und

geradlinig (z.B. Strecksprung)

oder stetig gekrümmt (z.B.

Tennisschlag) sein

Biomechanik

1. Einführung






Prinzip der Koordination von Teilimpulsen

Für eine hohe Endgeschwindigkeit

ist es günstig, wenn die Geschwindig-

keitsmaxima der einzelnen Körper-

segmente zeitlich nacheinander ge-

schaltet sind.

Biomechanik

1. Einführung







Jede auf einem festen Untergrund

einwirkende Kraft zieht eine Reak-

tionskraft nach sich. Jede Drehbe-

wegung eines Körperteiles bewirkt

eine Drehbewegung eines anderen

Körperteiles in die Gegenrichtung

Biomechanik

1. Einführung






Prinzip des optimalen Beschleunigungweges

optimaler, nicht maximaler Beschleunigungsweg

BeispielVolleyball

BeispielBasketball

stetig gekrümmter Beschleunigungsweg

Biomechanik

1. Einführung






Prinzip der Anfangskraft

BeispielVolleyball

BeispielSprintstart

Aussetzen des Prinzips bei Zeitdruck

Biomechanik

1. Einführung






Prinzip der Koordination von Teilimpulsen

BeispielDiskuswurf

BeispielRudern

Zyklischer Bewegungsablauf

Azyklischer Bewegungsablauf

Biomechanik

1. Einführung







BeispielHandball

BeispielSki

Zyklischer Bewegungsablauf

Azyklischer BewegungsablaufBiomechanik

1. Einführung






Noch ein Prinzip: Das Prinzip der Impulserhaltung

BeispielTurnen

Biomechanik

1. Einführung






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