Paper S2 Biomechanik

5/11/2018 Paper S2 Biomechanik - slidepdf.com

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Paper S2:Biomechanische Betrachtungsweise der

Bewegungslehre

Aufgabenstellung:

Erstellt eine Präsentation zum Thema „Biomechanikim Sportunterricht“

Mögliche Fragestellungen (kann variiert/erweitertwerden):

1. Was hat Biomechanik mit Sport zu tun?

2. Womit beschäftigt sich die Biomechanik?3. Welche Bereiche des Sports profitieren warum von biomechanischer Forschung?

4. Wie werden biomechanische Analysen erstellt?

5. Welche beispielhafte Situation aus Sportunterricht lässt sich darstellen?

Lösungshinweise:

1. Sport ist undenkbar ohne BewegungBeispiel: Der Bewegungsablauf eines Weitspringers

Biomechanik = zweckmäßige Lösungsverfahren für sportliche Aufgabenstellungen

- Wie ist solch eine Bewegung möglich?

-Wodurch wird die Bewegung ausgelöst?

- Wie und wo wirken innere und äußere Kräfte?- Welche Rolle spielen mechanische Bedingungen und Muskelkräfte?- Wie werden diese Kräfte gesteuert?- Welche Energiebereitstellung in der Muskulatur ist für welche Bewegung notwendig?

Mechanisch betrachtet ist Bewegung die Änderung der Lage eines Körpers mitder Zeit und in seiner Umgebung. Alle Bewegungen haben bestimmte Ziel- undAufgabenstellungen.

Willimczik unterscheidet eine allgemeine und spezifische Bewegungslehre mitfolgenden Aufgaben:- Untersuchungen der Bewegungen des Menschen- Untersuchung der vom Menschen in Bewegung gebrachten Geräte

- Untersuchung der Ergebnisse einer Bewegungsaufgabe und der Bedingungen,unter denen sie verwirklicht wird.



2. Biomechanik des Sports:

wissenschaftliche Disziplin, die sportliche Bewegung (Gegenstandsbereich) unter Verwendungvon Begriffen, Methoden und Gesetzmäßigkeiten der Mechanik (methodologischer Lösungsansatz) beschreibt und erklärt (Aufgabenbereich)

biomechanische Betrachtungsweise:

• geometrischer Verlauf der Bewegung wird mit einem physikalisch-mechanischemBezugssystem erfasst

• Erfassung innerer und äußerer Kräfte

physikalisch:

• Orts-, Positions- und Geschwindigkeitsveränderung des menschlichen Körpers oder seiner Teile in seiner Umgebung



3. Bereiche des Sports, die von Biomechanik profitieren:

Eignungsdiagnose ( Leistungssteuerung) Technikanalyse (Sollwert)

Technikoptimierung (Lernen, Verbesserung) Konditions- und Belastungsanalyse (Trainingsplanung + Belastungssteuerung)

Leistiungsbiomechanik: Technikanalyse und Technikoptimierung

Beispiel: Erklärung der Sprungweite beim Weitspringen

Anthropometrische Biomechanik: Eignungsdiagnose und Leistungsprognose

Beispiel: Körperbaumerkmale

Präventive Biomechanik: Belastungsanalyse und Belastungsgestaltung

Beispiel: Hebetechniken

Brüggemann (1984) kommt zu acht Anwendungsbereichen:1. Beschreibung und Erklärung sportlicher Bewegungsabläufe

2. Analyse der sportlichen Technik und ihre fortschreitende Optimierung

3. Identifikation biomechanischer Einflussgrößen der sportlichen Bewegung

4. Gewichtung biomechanischer Einflussgrößen der sportlichen Bewegung

5. Aufstellung biomechanischer Normwerte, Gesetze, Prinzipien

6. Analyse von Technik- und Konditionsübungen im Hinblick auf ihre Effizienz für die Entwicklungder sportmotorischen Leistung

7. Aufstellung von Bewegungsindikatoren für das motorische Eigenschaftsniveau

8. Analyse der mechanischen Belastung des menschlichen Bewegungsapparates bei sportlichen

Bewegungen

4. Analyseverfahren:



Methodischer Ansatz:

Zerlegung von beobachtbaren Bewegungen in einzelne quantitativeMerkmale, zu deren Erfassung kinematographische und dynamographischeMessverfahren eingesetzt werden (= empirisch-analytische Denkweise)

Kinematografische = Erfassung von Weg – Zeit - Verläufen Dynamografische = Erfassung von Kräften Goniometrische = Erfassung von Winkelstellungen/ -veränderungen

Kinematographie: Dynamographie: direkte Verfahren: Druckmessplatten, Dehnungsmessstreifendirekte Ortsmessung: Schrittfolge Hürden direkte Zeitmessung: Zwischenzeiten Indirekte Verfahren: fotographische Verfahren

Messbare Merkmale:

1. Längenmerkmale2. Winkelmerkmale3. Zeitmerkmale4. Relationen von Längen- oder Winkelmerkmalen5. Geschwindigkeits- und Beschleunigungsmerkmale als Relationenvon Orts- und Zeit- oder Geschwindigkeits- und Zeitmerkmalen6. Relationen von Längen- und anthropometrischen Merkmalen

Kinematik1. Räumliche CharakteristikTranslation = fortschreitende Bewegung… fortschreitende Bewegung aller Punkte eines Körpers um dieselbeStreckenlänge auf geraden oder gekrümmten Bahnen

Rotation = drehende Bewegung… um eine Drehachse bzw. einen Drehpunkt, wobei der Drehpunkt auchaußerhalb des Körpers (z. B. Riesenfelge am Reck) liegen kann.

Translation und Rotation… bei den meisten Bewegungen kommen Translationen und Rotationengleichzeitig vor bzw. überlagern sich

2. Zeitliche Charakteristika) gleichförmig (v = konstant, a = null)

b) ungleichförmig (v = variabel): - gleichmäßig beschleunigteBewegung (a = konstant)ungleichmäßig beschleunigte

Bewegung (a = variabel)Biomechanische Prinzipien:



1. Prinzip der (maximalen) Anfangskraft2. Prinzip des optimalen Beschleunigungswegs3. Prinzip der optimalen Tendenz im Beschleunigungsverlauf 4. Zeitliche Koordination von Teilimpulsen5. Prinzip der Impulserhaltung

6. Prinzip der GegenwirkungZur Beurteilung der Zweckmäßigkeit sportlicher Techniken sind Kriterien erforderlich, die anhanddes zeitlichen Verlaufs mechanischer Parameter eine entsprechende Bewertung desBewegungsablaufs erlauben.Im deutschen Sprachraum besonders bekannt sind die als biomechanische Prinzipien vonHochmuth (1969, 1981) eingeführten Kriterien.… allgemeine Aussagen über die Zweckmäßigkeit sportlicher BewegungenSie enthalten „die allgemeinsten Erkenntnisse über das rationale Ausnutzen der mechanischen Gesetze bei sportlichen Bewegungen. Sie stellen gewissermaßen die auf die Bewegungen des Menschen angewandten mechanischen Gesetze unter einer bestimmten Zielsetzung dar“ (Hochmuth, 1967, S. 187)

Bei sportlichen Bewegungen gelten mechanische Gesetze unter Berücksichtigung biologischer Besonderheiten des menschlichen Körpers.Physikalische Begriffe wie Kraft, Masse, Trägheit, Geschwindigkeit etc. sind bei der Beschreibung auch sportlicher Bewegung erforderlich.Biologische Grundlagen sind durch die Struktur und Funktion des passivenBewegungsapparates vorgegeben: - Abmessungen und Eigenschaften von Knochen, Sehnen,Bändern- Freiheitsgrade der Bewegung in den Gelenken- mechanische Eigenschaften der Muskeln in den verschiedenen Arbeitszuständen

Kritische Anmerkungen:

Die Prinzipien basieren ausdrücklich auf mechanischen Überlegungen, schließen dabei in ihreAussagen die mechanische Erscheinung der biologisch bedingten Sachverhalte, die sich in denBewegungsabläufen widerspiegeln, mit ein, ohne jedoch die biologische Begründung dafür angeben zu können".Die Allgemeingültigkeit sämtlicher Prinzipien wird durch sportart-spezifische Bedingungeneingeschränkt, was dem Charakter eines Prinzips widerspricht. Mit diesen Prinzipien - soweit essich nicht um mechanische Gesetze handelt - konkurrierende Kriterien schränken dieAnwendbarkeit dieser Art von Prinzipien weiter ein.

Empfehlung:„Die dargestellten Prinzipien sind bei kritischer Anwendung hilfreiche Leitlinien bei der Beurteilung sportlicher Techniken.

Prinzipien im strengen Sinne allgemeingültiger Grundsätze sind es nicht. Die biologischenCharakteristiken fehlen vollständig." (Baumann, in: Willimczik 1989, S.98)Optimale Bewegungsabläufe müssen physikalische / mechanische Gesetzeberücksichtigen.Aber es ist nicht möglich, aus einem physikalischen Gesetz unmittelbar einen optimalenBewegungsablauf zu konstruieren, da der Körper und die Sportart bzw. Bewegung spezifischeVoraussetzungen haben.Deshalb sollte man von biomechanischen Prinzipien als Leitlinien sprechen (Gesetze wie in der Physik sind es ohnehin nicht).

5.

Beispiele Unterrichtssituationen:



Der Mensch ist also auch ein physikalisches „Dispositionssystem Körper“

Lernkontrolle:

1. Die maximale Anfangskraft und die Koordination von Teilimpulsen haben aus bio-mechanischer Sicht für zahlreiche sportliche Techniken einen hohen Stellenwert. SetzenSie sich mit dieser Aussage auseinander. Begründen Sie Ihre Meinung an Beispielen.



2. Erklären Sie am Beispiel des Hürdenschritts drei biomechanische Prinzipien.

6. Zeigen Sie an Techniken des Volleyballs die Bedeutung der Biomechanik auf. ErläuternSie auch die Flugeigenschaften des Balles.

7. Welche Kräfte spielen im Basketball eine Rolle?

8. Ordnen Sie den BP: optimaler Beschleunigungsweg, maximale Anfangskraft, Koordinationder Teilimpulse, Prinzip der Gegenwirkung entsprechende Spielsituationen des Basketballzu.

9. Welche BP bestimmen die Weitsprungleistung?

Biomechanische Merkmale in Sportarten:Gehen, Laufen, Sprinten und Hürdenlaufen:

Kinematik und Dynamik von Gehen und Laufen, Laufen mit unterschiedlicherGeschwindigkeit, Beschleunigen und beim Bremsen

Sprint: Bewegungsanalyse von Tiefstart und Lauftechnik, Methoden und Parameter zurBewertung der Lauftechnik

Hürdenlauf: Technikmerkmale Hürdenschritt, Kinematik und Dynamik beimHürdensprint

Leichtathletische Sprünge:

Geschwindigkeit und Reaktionskräfte beim Absprung, Methoden zur Absprunganalyse

Historische Entwicklung des Hochsprungs, Vergleich von Wälzer und Flop

Stabhochsprung: Bewegungsablauf und EnergieflussLeichtathletische Würfe:

Wurfmechanik: Wurfparabel, Kraftwirkung auf Wurfgeräte

Kugelstoßen: Vergleich von O’Brian- und Drehstoß-Technik Strategien für das Erreichenhoher Abfluggeschwindigkeiten beim Diskus- und Hammerwurf

Schlagwürfe: Bewegungsmerkmale und Technikkriterien, Bewegungsanalyse beimSpeerwurf

Akrobatische Sportarten:

Physikalische Grundlagen von Drehbewegungen: KSP, Massenträgheitsmoment,Drehmoment, Drehimpuls und Drehgeschwindigkeit

Erzeugung und Steuerung von Drehgeschwindigkeit bei Salti aus physikalischer Sicht

Strategie bei Pendelbewegungen, Umschwüngen und Kippen (+physikalischerHintergrund)

Schwimmen:

Kraftwirkungen auf den Schwimmer, Bedingungen für Halten derSchwimmgeschwindigkeit, Antriebskonzepte und physikalische Erklärung des Vortriebs

Strategien zur Maximierung der Schwimmgeschwindigkeit mit physikalischemHintergrund

Charakteristik von Brust- und Krausschwimmen mit Bewertung derGeschwindigkeitsprofile

Leistungsdiagnostik: Schwimmkanal, Fehlerdiagnostik (mit Ursache-Wirkungs-Beziehungen)

Skisport:

Vortriebsentwicklung bei der klassischen Diagonaltechnik und bei der Skatingtechnik

Kraftwirkungen beim alpinen Skilauf, Einflussgrößen und Mechanismen zurKompensation

Techniken des Kurvenfahrens im Alpinskilauf: Pflugbogen, paralleler Grundschwung(alt), Carvingschwung: Bewegungsablauf, Mechanik der Richtungsänderung, Steuerung

Spielsportarten:

Aerodynamik beim Ballflug: Widerstands- und Magnuskräfte Sprunghöhenanalyse beim Volleyball-Angriffsschlag

Strategien zur Maximierung der Ballgeschwindigkeit bei Rückschlagspielen undanderen Spielen mit kurzen Ballkontaktphasen (Volleyball, Fußball)

Bewegungsmerkmale und Zielstellung unterschiedlicher Schlagtechniken im Tennis



Basketballfreiwurf: Analyse des verfügbaren Variablenraumes für Korbtreffer

Videogestützte Spielanalyse

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