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Veröffentlicht von:Kinge Eggert Geändert vor über 10 Jahren
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VL Bewegungswissenschaft VL Bewegungswissenschaft 4. Die biomechanische Betrachtungsweise
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BiomechanikProgramm Biomechanischer Ansatz Kinematik in Beispielen Dynamik in Beispielen Die biomechanischen Prinzipien Bilanz
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Biomechanik
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Biomechanik Biomechanik untersucht die Strukturen und Funktionen biologischer Systeme aus mechanischer Perspektive Gegenstand der Biomechanik des Sports sind sportliche Bewegungen Aufgaben: Objektive, quantitative Beschreibung und Erklärung (i.S. Zurückführung auf mechanische Ursachen) der Phänomene Definition
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Biomechanik Das Bio in Biomechanik Mechanische Gesetzmäßigkeiten Idealisierungen (Massepunkt, geometrische Flächen, Körperschwerpunkt,...) Deterministische Aussagen aber... Biologische Systeme (Gewebe, Knochen, Muskeln,...) Ausdehnungen und Wechselwirkungen mit Umwelt Komplexität und Dynamik Grundsätzliches oder vorübergehendes Problem?
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Biomechanik Kinematik: Beschreibung des räumlich-zeitlichen Ablaufes von Bewegungen, z.B. durch Weg, Zeit, Winkel, Geschwindigkeit. Dynamik: Lehre von den Kräften und ihren Wirkungen auf Körper: Kräfte, Impulse, Momente Biomechanische Teilgebiete
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Biomechanik Biomechanische Beschreibungsgrößen Kinematische Merkmale Dynamische Merkmale Zeit- merkmale Transla- torische Merkmale: Länge Geschwin- digkeit Beschleu- nigung Rota- torische Merkmale: Winkel Winkelge- schwindigk. Winkelbe- schleunigg. Zeiten Teilzeiten Frequenzen Transla- torische Merkmale: Masse Impuls Kraft Kraftstoß Arbeit Energie Leistung Rota- torische Merkmale: Massenträg- heitsmoment Drehimpuls Dreh- moment Dreh- momentstoß
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Kinematik
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BiomechanikTranslatorische Merkmale Schlägerkopf im Abschwung a = Meter pro Sekunde*2 [m/s 2 ] Beschleunigung Schlägerkopf im Impactv = Meter pro Sekunde [m/s] Geschwindigkeit Haltung im SetupMeter [m]Lage SchlaglängeMeter [m]Länge GolfbeispielEinheitMerkmal
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Biomechanik ProProette Lagemerkmale Golf
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Biomechanik Geschwindigkeitsmerkmale Golf
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BiomechanikZeitmerkmale Spin des GolfballesSekunde -1 [1/s]Frequenz Relation Auf- /AbschwungSekunde [s]Zeit GolfbeispielEinheitMerkmal
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Biomechanik Zeitmerkmale Golf
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BiomechanikWinkelmerkmale Schwungbahn a = /t [m/s 2 ]: Winkel- beschleunigung Schwungbahn = /t [°/s] Winkel- geschwindigkeit Verwringung [°] Winkel GolfbeispielEinheitMerkmal
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Biomechanik Winkelmerkmale Golf
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Biomechanik Impact Hüftwinkel Schulterwinkel t 0 90 Verwringung Golf qual. Vorspannung Rumpf
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Biomechanik Verwringung quant.
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Biomechanik Winkelgeschw./beschl. Golf
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Biomechanik Messmethoden der Kinematik 1. (Hochfrequenz-) Videoaufnahmen Digitalisierung Rekonstruktion der räuml.-zeitl. Parameter 2. Direkte Messungen z.B. LAVEG, Laserentfernungsmesser alle 0.01 s Abstand zum anvisierten Objekt
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Biomechanik Illustration Kinematik
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Dynamik
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BiomechanikDynamische Merkmale Impact m* v [Ns] Impulsänderung Verteilung der Gewichtskraft F [N]Kraft GolfbeispielEinheitMerkmal Impact F * t [Ns] Kraftstoß
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Biomechanik Kraftmaximum während Kontakt: F=9000N Kontaktzeit: t=0.0005s Impulsänderung Masse des Golfballs: m=46g Geschwindigkeitsänderung: v = 200km/h Dynamik des Impacts
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Biomechanik Einsatz von Kraftmeßplattformen Kraftaufnehmer Beschleunigungsaufnehmer F=m*a Messmethoden der Dynamik
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Biomechanik Illustration Dynamik
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Die biomechanischen Prinzipien Hochmuth, 1974
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Biomechanik Kriterien zur Bewertung der Zweckmäßigkeit von Bewegungen Hochmuth, 1974 Keine mechanischen Gesetzmäßigkeiten Keine eindeutigen Vorschriften Definition, Wesen
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Biomechanik Die biomechanischen Prinzipien 1.Prinzip der Anfangskraft 2.Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges 3.Prinzip der optimalen Tendenz im Beschleunigungsverlauf 4.Prinzip der zeitlichen Koordination von Teilimpulsen 5.Prinzip der Impulserhaltung 6.Prinzip der Gegenwirkung
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Biomechanik 1. Prinzip der Anfangskraft Begründung von Ausholbewegungen: Zielbewegung beginnt auf höherem Kraftniveau, wenn Ausholbewegung abgebremst wird Optimalitätseigenschaft: nicht zu viel, nicht zu wenig = optimal
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BiomechanikAnfangskraft t0t0 t1t1 t2t2 t3t3 t4t4 F t
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Biomechanik 2. Optimaler Beschleunigungsweg Ziel: hohe Endgeschwindigkeit Optimalitätseigenschaft: nicht zu lang, nicht zu kurz Geradlinig oder stetig gekrümmt Beispiel: Kugelstoßen
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Biomechanik 3. Opt. Tendenz Beschleunigungsverlauf Ziel hohe Endgeschwindigkeit: größte Beschleunigungen am Ende der Strecke! Beispiele Würfe und Stöße Ziel geringer Zeitverbrauch: größte Beschleunigung zu Beginn der Strecke! Beispiele: Boxen, Fechten
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Biomechanik 4. Koordination von Teilimpulsen Mechanik: Neuer Impuls, wenn letzter Beweger maximale Geschwindigkeit erzielt hat Teilimpulse unabhängig, Geschwindigkeit additiv Biomechanik: Neuer Impuls, kurz nach Maximum des letzten! Gliederkette, abbremsen des letzten Bewegers verbessert die Beschleunigung des nächsten! Peitscheneffekt
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Biomechanik Peitscheneffekt im Golf
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Biomechanik Bilanz: Biomechanische Prinzipien Nützlich zum Hochmuthschen Zweck! Qualitative Aussagen! I.d.R. Optimalitätseigenschaften Keine Gesetze! Keine Theorien! Empirisch teilweise in Frage gestellt!
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Bilanz
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Biomechanik Erfassung des Außenbildes Kräfte sind keine Ursachen im sportmethodischen Sinne Praxisrelevanz der Befunde Abhängigkeit von Meßapparatur Guruhaftes Auftreten einiger Vertreter Wissenschaft = Meßmethode ? Biomechanische Betrachtungsweise
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