Bewegungswissenschaft Grundlagen der Bewegungswissenschaft WS 2007

Bewegungswissenschaft A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Definition 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 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 A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Bewegung als physikalisches Phänomen 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 Bewegung ist ein objektiv in Erscheinung tretender Vorgang der Ortsveränderung eines Körpers in einer bestimmten Zeiteinheit.

Kinematische Meßgrößen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Teilgebiete der Biomechanik des Sports 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 Kinematik raum-zeitliche Charakteristik von Bewegungen Kinematische Meßgrößen Translatorische Bewegungen Rotatorische Bewegungen Sprint Turnen Weg [s] Winkel [φ] Zeit [t] Zeit [t] Geschwindigkeit [v] Winkelgeschwindigt. [ω] Beschleunigung [a] Winkelbeschleunig. [α]

Teilgebiete der Biomechanik des Sports A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Teilgebiete der Biomechanik des Sports 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 Dynamik Wirkung von Kräften auf Körper Dynamische Meßgrößen Translatorische Bewegungen Rotatorische Bewegungen Sprint Diskuswurf Masse [m] Trägheitsmoment [J] Kraft [F] Drehmoment [M] Impuls [P] Drehimpuls [L]

Biomechanische Meßmethoden A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanische Meßmethoden 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 Anthropometrie genaue Vermessung des menschlichen Körpers Größe Gewicht Körperbau KSP Teilmassen SSP ...

Biomechanische Meßmethoden A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanische Meßmethoden 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 Kinemetrie Erfassung der kinematischen Grundgrößen (Orts-Zeit-Messung) Direkte Verfahren: Abdruckmessung, Kontakt- schalter, Lichtschranken Indirekte Verfahren: Stroboskopie, Videoaufnahmen

Biomechanische Meßmethoden A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanische Meßmethoden 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 Dynamometrie Erfassung der dynamischen Grundgrößen (Kraft-Messung) Kraftmeßplattform Dehnmeßstreifen Dynamometer

Bewegungswissenschaft A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Dynamometrie 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 FZ: vert. Absprungkraft FX: horiz. Absprungkraft G: Gewichtskraft t1: Beginn des Absprungs t2: Ende d. vert. Bremsvorg. t3: Ende d. hor. Bremsvorg. t4: Ende des Absprungs AZ: vertikaler Bremsstoß BZ: vert. Beschleunig.-stoß AX: hor. Bremsstoß BX: hor. Beschleunig.-stoß Fz [kN] 5 Az Bz G t1 t2 t3 t4 0.1 Zeit t [s] Fx [kN] Bx -2 Ax 0.1 Zeit t [s]

Biomechanische Meßmethoden A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanische Meßmethoden 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 Elektromygraphie Erfassung der bio-elektrischen Muskelaktionspotentiale

Aufgabenbereiche der Leistungsbiomechanik A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Aufgabenbereiche 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 Aufgabenbereiche der Leistungsbiomechanik Technikanalyse Technikoptimierung Konditionsanalyse Technikansteuerung Konditionsansteuerung (Äußere Biomechanik) Aufgabenbereiche der anthropometrischen Biomechanik Aufgabenbereiche der präventiven Biomechanik Eignungsdiagnose Belastungsanalyse Leistungsprognose Belastungsgestaltung (Äußere Biomechanik) (Innere Biomechanik)

Beispiel Technikanalyse/-ansteuerung A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft 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

Beispiel Technikoptimierung A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft 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

Kraft-Zeit-Verlauf beim Stehen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft 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

Kraft-Zeit-Verlauf beim Tiefgehen in die Hocke? A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft 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

Kraft-Zeit-Verlauf beim Tiefgehen in die Hocke? A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft 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

Kraft-Zeit-Verlauf beim Squat Jump A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft 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

Kraft-Zeit-Verlauf beim Countermovement Jump A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Kraft-Zeit-Verlauf beim Countermovement 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 B

Bewegungswissenschaft A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Definition 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 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)

Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanische Prinzipien 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 Prinzip des optimalen Beschleunigungs- weges Prinzip der Koordination von Teilimpulsen Biomechanische Prinzipien Prinzip der Anfangskraft Prinzip der Gegenwirkung

Prinzip der Anfangskraft A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft 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 Bewegungen, bei denen eine hohe Endgeschwindigkeit erreicht werden soll, sind durch eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung einzuleiten. Prinzip der Anfangskraft

Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges 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 Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges Der Beschleunigungsweg soll optimal (nicht maximal!) und geradlinig (z.B. Strecksprung) oder stetig gekrümmt (z.B. Tennisschlag) sein

Prinzip der Koordination von Teilimpulsen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip der Koordination von Teilimpulsen 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 Für eine hohe Endgeschwindigkeit ist es günstig, wenn die Geschwindig-keitsmaxima der einzelnen Körper-segmente zeitlich nacheinander ge-schaltet sind.

Prinzip der Gegenwirkung A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip der Gegenwirkung 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 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

Prinzip des optimalen Beschleunigungweges A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip des optimalen Beschleunigungweges 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 optimaler, nicht maximaler Beschleunigungsweg Beispiel Volleyball stetig gekrümmter Beschleunigungsweg Beispiel Basketball

Prinzip der Anfangskraft A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft 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 Beispiel Volleyball Aussetzen des Prinzips bei Zeitdruck Beispiel Sprintstart

Prinzip der Koordination von Teilimpulsen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip der Koordination von Teilimpulsen 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 Azyklischer Bewegungsablauf Beispiel Diskuswurf Zyklischer Bewegungsablauf Beispiel Rudern

Prinzip der Gegenwirkung A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip der Gegenwirkung 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 Azyklischer Bewegungsablauf Beispiel Handball Zyklischer Bewegungsablauf Beispiel Ski

Noch ein Prinzip: Das Prinzip der Impulserhaltung A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Noch ein Prinzip: Das Prinzip der Impulserhaltung 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 Beispiel Turnen