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

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2 Grundlagen der Bewegungswissenschaft WS 2007

3 A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft 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)

4 Bewegung als physikalisches Phänomen Bewegung ist ein objektiv in Erscheinung tretender Vorgang der Ortsveränderung eines Körpers in einer bestimmten Zeiteinheit. Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

5 Teilgebiete der Biomechanik des Sports Kinematik raum-zeitliche Charakteristik von 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 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

6 Teilgebiete der Biomechanik des Sports Dynamik Wirkung von Kräften auf Körper Dynamische Meßgrößen Translatorische Bewegungen Sprint Rotatorische Bewegungen Diskuswurf Masse [m] Kraft [F] Impuls [P] Trägheitsmoment [J] Drehmoment [M] Drehimpuls [L] Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

7 Biomechanische Meßmethoden Anthropometrie genaue Vermessung des menschlichen Körpers Größe Gewicht Körperbau KSP Teilmassen SSP... Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

8 Biomechanische Meßmethoden Kinemetrie Erfassung der kinematischen Grundgrößen (Orts-Zeit-Messung) Direkte Verfahren: Abdruckmessung, Kontakt- schalter, Lichtschranken Indirekte Verfahren: Stroboskopie, Videoaufnahmen Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

9 Biomechanische Meßmethoden Dynamometrie Erfassung der dynamischen Grundgrößen (Kraft-Messung) Kraftmeßplattform Dehnmeßstreifen Dynamometer Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

10 Dynamometrie AxAx BxBx 5 -2 F z [kN] F x [kN] Zeit t [s]0.1 Zeit t [s] AzAz BzBz F Z : vert. Absprungkraft F X : horiz. Absprungkraft G: Gewichtskraft t 1 : Beginn des Absprungs t 2 : Ende d. vert. Bremsvorg. t 3 : Ende d. hor. Bremsvorg. t 4 : Ende des Absprungs A Z : vertikaler Bremsstoß B Z : vert. Beschleunig.-stoß A X : hor. Bremsstoß B X : hor. Beschleunig.-stoß t1t1 t2t2 t3t3 t4t4 G Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

11 Biomechanische Meßmethoden Elektromygraphie Erfassung der bio-elektrischen Muskelaktionspotentiale Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

12 Aufgabenbereiche Aufgabenbereiche der Leistungsbiomechanik (Äußere Biomechanik) Technikanalyse TechnikansteuerungKonditionsansteuerung Konditionsanalyse Aufgabenbereiche der anthropometrischen Biomechanik (Äußere Biomechanik) Leistungsprognose Aufgabenbereiche der präventiven Biomechanik (Innere Biomechanik) Belastungsgestaltung EignungsdiagnoseBelastungsanalyse Technikoptimierung Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

13 Beispiel Technikanalyse/-ansteuerung Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

14 Beispiel Technikoptimierung Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

15 Kraft-Zeit-Verlauf beim Stehen Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

16 Kraft-Zeit-Verlauf beim Tiefgehen in die Hocke? Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

17 Kraft-Zeit-Verlauf beim Tiefgehen in die Hocke? Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

18 Kraft-Zeit-Verlauf beim Squat Jump Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

19 Kraft-Zeit-Verlauf beim Countermovement Jump A B Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

20 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 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

21 Biomechanische Prinzipien Biomechanische Prinzipien Prinzip der Koordination von Teilimpulsen Prinzip des optimalen Beschleunigungs- weges Prinzip der Gegenwirkung Prinzip der Anfangskraft Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

22 Prinzip der Anfangskraft Prinzip der Anfangskraft Bewegungen, bei denen eine hohe Endgeschwindigkeit erreicht werden soll, sind durch eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung einzuleiten. Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

23 Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges Der Beschleunigungsweg soll optimal (nicht maximal!) und geradlinig (z.B. Strecksprung) oder stetig gekrümmt (z.B. Tennisschlag) sein Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

24 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 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

25 Prinzip der Gegenwirkung 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 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

26 Prinzip des optimalen Beschleunigungweges optimaler, nicht maximaler Beschleunigungsweg Beispiel Volleyball Beispiel Basketball stetig gekrümmter Beschleunigungsweg Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

27 Prinzip der Anfangskraft Beispiel Volleyball Beispiel Sprintstart Aussetzen des Prinzips bei Zeitdruck Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

28 Prinzip der Koordination von Teilimpulsen Beispiel Diskuswurf Beispiel Rudern Zyklischer Bewegungsablauf Azyklischer Bewegungsablauf Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

29 Prinzip der Gegenwirkung Beispiel Handball Beispiel Ski Zyklischer Bewegungsablauf Azyklischer BewegungsablaufBiomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft

30 Noch ein Prinzip: Das Prinzip der Impulserhaltung Beispiel Turnen Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft


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