Biomechanik
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Grundlagen der Bewegungswissenschaft WS 2007 A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Definition Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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) A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Bewegung als physikalisches Phänomen Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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. A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Teilgebiete der Biomechanik des Sports Biomechanik Kinematik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports raum-zeitliche Charakteristik von Bewegungen Kinematische Meßgrößen Translatorische Bewegungen Rotatorische Bewegungen 4. Kraft-Zeit-Verläufe Sprint 5. Biomechanische Prinzipien Turnen Weg [s] Winkel [φ] Zeit [t] Zeit [t] Geschwindigkeit [v] Winkelgeschwindigt. [ω] Beschleunigung [a] Winkelbeschleunig. [α] A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Teilgebiete der Biomechanik des Sports Biomechanik Dynamik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports Wirkung von Kräften auf Körper Dynamische Meßgrößen Translatorische Bewegungen Rotatorische Bewegungen 4. Kraft-Zeit-Verläufe Sprint 5. Biomechanische Prinzipien Diskuswurf Masse [m] Trägheitsmoment [J] Kraft [F] Drehmoment [M] Impuls [P] Drehimpuls [L] A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanik Biomechanische Meßmethoden Anthropometrie 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien genaue Vermessung des menschlichen Körpers Größe Gewicht Körperbau KSP Teilmassen SSP ... A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanik Biomechanische Meßmethoden Kinemetrie 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien Erfassung der kinematischen Grundgrößen (Orts-Zeit-Messung) Direkte Verfahren: Abdruckmessung, Kontaktschalter, Lichtschranken Indirekte Verfahren: Stroboskopie, Videoaufnahmen A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanik Biomechanische Meßmethoden Dynamometrie 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe Erfassung der dynamischen Grundgrößen (Kraft-Messung) Kraftmeßplattform Dehnmeßstreifen Dynamometer 5. Biomechanische Prinzipien A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Dynamometrie Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports Fz [kN] 5 Az 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien t1 t2 Fx [kN] -2 Bz Ax G t3 0.1 0.1 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 t4 Zeit t [s] Bx Zeit t [s] A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanik Biomechanische Meßmethoden Elektromygraphie 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien Erfassung der bio-elektrischen Muskelaktionspotentiale A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Aufgabenbereiche Biomechanik Aufgabenbereiche der Leistungsbiomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien Technikanalyse Technikoptimierung Technikansteuerung Konditionsanalyse Konditionsansteuerung (Äußere Biomechanik) Aufgabenbereiche der anthropometrischen Biomechanik Aufgabenbereiche der präventiven Biomechanik Eignungsdiagnose Belastungsanalyse Leistungsprognose Belastungsgestaltung (Äußere Biomechanik) (Innere Biomechanik) A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien Beispiel Technikanalyse/-ansteuerung A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien Beispiel Technikoptimierung A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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 Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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 Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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 Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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 Countermovement Jump Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien A B A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Definition Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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) A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanische Prinzipien Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports Prinzip der Koordination von Teilimpulsen Biomechanische Prinzipien 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien Prinzip der Anfangskraft Prinzip der Gegenwirkung A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip der Anfangskraft Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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 A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Biomechanik Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien Der Beschleunigungsweg soll optimal (nicht maximal!) und geradlinig (z.B. Strecksprung) oder stetig gekrümmt (z.B. Tennisschlag) sein A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip der Koordination von Teilimpulsen Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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 Geschwindigkeitsmaxima der einzelnen Körpersegmente zeitlich nacheinander geschaltet sind. A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip der Gegenwirkung Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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 Reaktionskraft nach sich. Jede Drehbewegung eines Körperteiles bewirkt eine Drehbewegung eines anderen Körperteiles in die Gegenrichtung A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip des optimalen Beschleunigungweges Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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 A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip der Anfangskraft Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, 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 A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip der Koordination von Teilimpulsen Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien Azyklischer Bewegungsablauf Beispiel Diskuswurf Zyklischer Bewegungsablauf Beispiel Rudern A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Prinzip der Gegenwirkung Biomechanik Azyklischer Bewegungsablauf 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden Beispiel Handball 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien Zyklischer Bewegungsablauf Beispiel Ski A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft Noch ein Prinzip: Das Prinzip der Impulserhaltung Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilgebiete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports 4. Kraft-Zeit-Verläufe 5. Biomechanische Prinzipien Beispiel Turnen
