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Grundlagen der Bewegungswissenschaft. WS 2007. A. Bund: Grundlagen der Bewegungswissenschaft. Definition. Biomechanik 1. Einführung 2. Biomechanik des Sports-Teilge- biete, Meßgrößen und Methoden 3. Aufgabenbereiche der Biomechanik des Sports

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Presentation Transcript
slide1

Grundlagen der

Bewegungswissenschaft

WS 2007

slide2

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)

slide3

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.

slide4

Kinematik

raum-zeitliche Charakteristik

von Bewegungen

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

KinematischeMeßgrößen

Translatorische Bewegungen

Rotatorische Bewegungen

Sprint

Turnen

Weg [s]

Winkel [φ]

Zeit [t]

Zeit [t]

Geschwindigkeit [v]

Winkelgeschwindigt. [ω]

Beschleunigung [a]

Winkelbeschleunig. [α]

slide5

Dynamik

Wirkung von Kräften

auf Körper

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

Dynamische Meßgrößen

Translatorische Bewegungen

Rotatorische Bewegungen

Sprint

Diskuswurf

Masse [m]

Trägheitsmoment [J]

Kraft [F]

Drehmoment [M]

Impuls [P]

Drehimpuls [L]

slide6

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

...

slide7

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

slide8

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

slide9

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

0.1

Zeit t [s]

Ax

-2

slide10

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

slide11

Technikanalyse

Technikoptimierung

Konditionsanalyse

Technikansteuerung

Konditionsansteuerung

Eignungsdiagnose

Belastungsanalyse

Leistungsprognose

Belastungsgestaltung

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

(Äußere Biomechanik)

Aufgabenbereiche der

anthropometrischen

Biomechanik

Aufgabenbereiche der

präventiven

Biomechanik

(Äußere Biomechanik)

(Innere Biomechanik)

slide12

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

slide13

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

slide14

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

slide15

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

slide16

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

slide17

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

slide18

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

slide19

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)

slide20

Prinzip des

optimalen

Beschleunigungs-

weges

Prinzip der

Koordination

von Teilimpulsen

Biomechanische

Prinzipien

Prinzip der

Anfangskraft

Prinzip der

Gegenwirkung

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

slide21

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

slide22

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

slide23

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.

slide24

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

slide25

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

slide26

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

slide27

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

slide28

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

slide29

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