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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
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 derBewegungswissenschaft
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
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 derBewegungswissenschaft
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
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 derBewegungswissenschaft
Biomechanische Meßmethoden
Anthropometrie
genaue Vermessung desmenschlichen Körpers
GrößeGewicht
KörperbauKSP
TeilmassenSSP
...
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
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
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
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
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
Biomechanische Prinzipien
BiomechanischePrinzipien
Prinzip der Koordination
von Teilimpulsen
Prinzip des optimalen
Beschleunigungs-weges
Prinzip der Gegenwirkung
Prinzip derAnfangskraft
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 derBewegungswissenschaft
Prinzip der Anfangskraft
Prinzip derAnfangskraft
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 derBewegungswissenschaft
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
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
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 derBewegungswissenschaft
Prinzip des optimalen Beschleunigungweges
optimaler, nicht maximaler Beschleunigungsweg
BeispielVolleyball
BeispielBasketball
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 derBewegungswissenschaft
Prinzip der Anfangskraft
BeispielVolleyball
BeispielSprintstart
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 derBewegungswissenschaft
Prinzip der Koordination von Teilimpulsen
BeispielDiskuswurf
BeispielRudern
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 derBewegungswissenschaft
Prinzip der Gegenwirkung
BeispielHandball
BeispielSki
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 derBewegungswissenschaft
Noch ein Prinzip: Das Prinzip der Impulserhaltung
BeispielTurnen
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 derBewegungswissenschaft