Die Biomechanik des Sports ist...
... die Wissenschaft von der mechanischenBeschreibung und Erklärung der Erscheinungenund Ursachen von Bewegungen im Sport unterZugrundelegung der Bedingungen des Organismus.
(Willimczik 1999)
Die biomechanischeBetrachtungsweise
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die biomechanische Betrachtungsweise
Definition:
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2000 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Einteilung der Mechanik
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Mechanik
Kinematik Dynamik
Kinematik: Die raum-zeitliche Charakterisierungvon Bewegungen
Dynamik: Untersuchung der Kräfte, die derBewegung zugrundeliegen
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Räumliche Charakteristik derBewegung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Bewegungsarten(räumliche Charakteristik)
FortschreitendeBewegung
(Translation)
Drehbewegung(Rotation)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildungen aus: R
oth & W
illimczik, 1989
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Größe Symbol Formel Einheit
Kinematische Größen
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Translatorische Bewegungen
Weg
Zeit
Geschwindigkeit
Beschleunigung
s m (km)
t s (h)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Zeitliche Charakteristik derBewegung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
gleichförmigeBewegung
(v=konstant)
gleichmäßigbeschleunigte
Bewegung(a=konstant)
ungleichmäßigbeschleunigte
Bewegung(a=variabel)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
ungleichförmigeBewegung(v=variabel)
Bewegungsarten(zeitliche Charakterstik)
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Kinematische Größen
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Beschleunigung
Ungleichmäßige Beschleunigung
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Größe Symbol Formel Einheit
Kinematische Größen
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Rotatorische Bewegungen
Winkel
Zeit
Winkel -geschwindigkeit
Winkel -beschleunigung
°
t s (h)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Methoden zur Ermittlungkinematischer Größen
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
direkte Verfahren indirekte (optischeVerfahrenè direkte Ortsmessung
è direkte Zeitmessung
* Stoppuhr* Lichtschranke
è Bildserienfotografie
è Film-/Videoanalyse
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Körperschwerpunktbestimmung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
zwei Prämissen als Grundlage und Voraussetzung für dieBestimmung des Körperschwerpunktes:
Beim normal gebauten, erwachsenenKörper stehen die Gewichte der einzelnenKörperteile in einem bestimmten Verhältniszum Gesamtgewicht.
1.
Relative Gewichte und Schwerpunktradien nach FISCHER und (inKlammern) nach DEMPSTER
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Tabelle aus: Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Körperschwerpunktbestimmung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
zwei Prämissen als Grundlage und Voraussetzung für dieBestimmung des Körperschwerpunktes:
Die Schwerpunkteder Extremitätenliegen fast genau aufihren Längsachsenund in interindividuellgleicher Entfernungvon den beteiligtenGelenkpunkten
2.
Gelenkpunkte (¡) undTeilschwerpunkte (l) desmenschlichen Körpers
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Grafische Körperschwerpunktbestimmung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Schritt 1: Einzeichnen der Gelenkpunkte
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Grafische Körperschwerpunktbestimmung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
8
2
3
45
1
6
7
Schritt 2: Einzeichnen der Teilschwerpunkte fürExtremitäten, Rumpf, Kopf ( 1-8)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Grafische Körperschwerpunktbestimmung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
8
2
3
45
1
6
7
KSP
SchwerpunktBeine
SchwerpunktArme
Schritt 3: Grafische Ermittlung der Teilschwerpunkte fürjeweils zwei Körperteile bzw. zwei Gruppen von Körperteilen
SchwerpunktRumpf / Kopf
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
SchwerpunktArme / Beine
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Einteilung der Mechanik
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Mechanik
Kinematik Dynamik
Statik Kinetik
• Bei der Statik stehen unterschiedliche Kräfteim Gleichgewicht è keine Bewegung• Bei der Kinetik stehen unterschiedliche Kräftenicht im Gleichgewicht è Bewegung entsteht
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamische Größen
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Translatorische Bewegungen
Masse
Kraft
Impuls
m kg
bzw. N
bzw.bzw.
bzw.
Größe Symbol Formel Einheit
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamische Größen
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Kraft
Addition vonKräften
Subtraktion vonKräften
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: R
oth & W
illimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamische Größen
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Kraft
Kraftvektoren für den Weitsprung-Absprung
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Impulssatz
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
=
*
Kraftstoß Impulsänderung
Diese Gleichung besagt, dass die Änderungder Geschwindigkeit eines Körpers(Änderung des Impulses) gleich der Wirkungder Kraft über die Zeit ist (Kraftstoß= )
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Impulssatz
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Gleiche Impulsänderung durch große Kraft bei kleinerWirkungsdauer und kleine Kraft bei großer Wirkungsdauer
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Baumann, 1989
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamische Größen
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Rotatorische Bewegungen
Trägheitsmoment
Drehmoment
Drehimpuls
J
bzw.
bzw. Nm
bzw. bzw.
Größe Symbol Formel Einheit
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamische Größen
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Trägheitsmoment
Abhängigkeit des Massenträgheitsmoments desmenschlichen Körpers von der Körperhaltungund der Lage der Rotationsachse
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus:Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamische Größen
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Drehmoment
Das Drehmoment ist das Produkt aus Kraft und demsenkrechten Abstand ihrer Wirkungslinie vom Drehpunkt.
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Baumann, 1989
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamische Größen
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Drehimpuls
J=Drehimpuls = Trägheitsmoment mal Winkelgeschwindigkeit
*
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamometrie
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Mit dynamometrischen Verfahren werdendiejenigen Kräfte gemessen, die zwischendem Gesamtsystem Mensch und seinerUmwelt auftreten.
Meßgrößen derKraftmeßplattform
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamometrie
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Zwei Sportler stellen sich nacheinander auf dieMeßplatte. Ihr „Gewicht“ (FZ) kann aus der Kurveabgelesen werden.
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamometrie
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
(Horizontale) Kraftstöße bei 3 verschiedenenLaufaufgaben
Sprintschritt unmittelbar nach dem Start(Beschleunigungsphase)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Göhner, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamometrie
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
(Horizontale) Kraftstöße bei 3 verschiedenenLaufaufgaben
Sprintschritt während des Laufens mitannähernd gleicher Geschwindigkeit
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Göhner, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Dynamometrie
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
(Horizontale) Kraftstöße bei 3 verschiedenenLaufaufgaben
Absprungsschritt (fast völliges Abbremsen derhorizontalen Beschleunigung)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Göhner, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
(Bio-)Mechanische Erklärungen vonBewegungen im Sport
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
mechanisch biomechanisch
allgemeine Bewegungen
oderBewegungskategori
en
mechanischeGesetzmäßigkeite
n
biomechanischePrinzipien
spezielle Bewegungenmechanisch-theoretische
Modellbildung
empirisch-statistische
Modellbildung
Erklärungsansatz
Geltungsbereich(Allgemein-heitsgrad)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Mechanische Gesetze
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
- Schiefer Wurf
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
- 3 Newtonsche Gesetze:
-=
=
l Trägheitsgesetz
l Grundgesetz der Mechanik:
l Reaktionsgesetz:
- Freier Fall
- Senkrechter Wurf nach oben
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Mechanische Gesetze
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Der schiefe Wurf1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Grafische Darstellung der Merkmale, die zur Bestimmung derKugelstoßweite auf der Grundlage des Schiefen Wurfes benötigtwerden (nach BALLREICH, 1989)
Abb
ildun
g au
s: R
oth
& W
illim
czik
, 199
9
*Formel: [ ]
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Mechanische Gesetze
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Der schiefe Wurf1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Verschiedene Kugelstoßvarianten(oben: Abfluggeschwindigkeit, unten: Abflugwinkel)
Abbildungen aus: Baumann, 1989
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
1. Prinzip der Anfangskraft
3. Prinzip der optimalen Tendenz im Beschleunigungsverlauf4. Prinzip der zeitlichen Koordination von Teilimpulsen
5. Prinzip der Gegenwirkung
6. Prinzip der Impulserhaltung
2. Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges
Nach Hochmuth (1982)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip der Anfangskraft
Definition:
Eine Körperbewegung, mit der ein großerKraftstoß erreicht werden soll, ist durch eineentgegengesetzt gerichtete Bewegungeinzuleiten. Durch das Abbremsen derGegenbewegung ist zu Beginn derZielbewegung bereits eine positive Kraft(Anfangskraft) für die Beschleunigungvorhanden. Dieses vergrößert den Kraftstoß,wenn Brems- und Beschleunigungskraftstoßdabei in einem optimalen Verhältnis stehen.
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip der Anfangskraft
Maximal möglicher Kraftstoß beivorgegebener Maximalkraft und Zeit
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip der Anfangskraft
Vertikaler Strecksprung ohne Ausholbewegung
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip der Anfangskraft
Vertikaler Strecksprung mit AusholbewegungKappa-Verhältnis: Fläche 2 zu Flächen 3 und 4(nach Hochmuth optimal zwischen 0,3 und 0,4)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip der Anfangskraft
Vertikaler Strecksprung mit ungünstigemKappa-Verhältnis
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus:Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip des optimalenBeschleunigungsweges
Definition:
Bei Körperbewegungen, mit denen einemöglichst hohe Endgeschwindigkeit erreichtwerden soll, ist ein optimal langerBeschleunigungsweg auszunutzen. Dabeisollte der geometrische Verlauf desBeschleunigungsweges geradlinig oderstetig gekrümmt sein.
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip des optimalenBeschleunigungsweges
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Entwicklung der Kraft und des Kraftstoßes (Impulses) beiunterschiedlichen Beschleunigungszeiten (schematisiert)
Abbildung aus: Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip der optimalen Tendenz imBeschleunigungsverlauf
Definition:
Die größten Beschleunigungskräfte sollenam Anfang der Beschleunigungsphasewirksam werden, wenn es darum geht,schnellstmöglich hohe Kräfte zu entwickeln.Sollen hohe Endgeschwindigkeiten erreichtwerden, liegen die größten Beschleunigun-gen am Ende des Beschleunigungsweges.
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip der zeitlichen Koordination vonTeilimpulsen
Definition:
Bei vielen sportlichen Bewegungen ist esmöglich, den Gesamtimpuls durch dasHintereinanderschalten mehrererEinzelimpulse zu erhöhen. Wesentlich istdabei, daß der Impuls durch Abbremsungvon einem Körperteil auf ein anderesübertragen werden kann. Dabei sollen dieBeschleunigungsmaxima der Körperteilezeitlich nacheinander auftreten unddistalorientiert zunehmen.
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip der zeitlichen Koordination vonTeilimpulsen
Maximierung derKoordination vonTeilimpulsen aufmechanisch-theoretischerGrundlage
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. KritikpunkteAbbildung aus: Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip der zeitlichen Koordination vonTeilimpulsen
Koordination von Teilimpulsen für denHandballschlagwurf (Geschwindigkeits-Zeit-Verlauf)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abb
ildun
g au
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oth
& W
illim
czik
, 199
9
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip der Gegenwirkung
Definition:
Das Prinzip der Gegenwirkung besagt, daßbei Bewegung im freien Fall oder Flug dieBewegung einzelner Körperteile notwen-digerweise die Gegenbewegung andererKörperteile zur Folge hat. Dieses beruht aufdem dritten Newtonschen Gesetz (actio etreactio).
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Biomechanische Prinzipien
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Prinzip der Impulserhaltung
Definition:
Das Prinzip der Impulserhaltung beruht aufdem Drehimpulserhaltungssatz. Danachbleibt der Drehimpuls einer Bewegungkonstant, wenn keine äußeren Kräfte wirken.Diese Gesetzmäßigkeit erlaubt einemSportler die aktive Kontrolle seiner Dreh-geschwindigkeit.
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Drei Schritte der Modellbildung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
1. Modellbildung (Konstruktionsphase)
2. Empirische Modellüberprüfung (Evaluierungsphase)
3. Modellsimulation (Experimentelle Phase)
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte © 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Mechanisch-theoretischeModellbildung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
Modell für das Rennrodeln; am Schwerpunkt vonSchlitten und Fahrer in der Bewegungsebenewirkende Kräfte
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Abbildung aus: Roth & Willimczik, 1999
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Mechanisch-theoretischeModellbildung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Vergleich der zeitlichen Abweichungen zwischenModellrechnung (Polygonzug) und Bahnrekordlauf (Abzisse) inZehntelsekunden. S1-S8=aufeinanderfolgendeStreckenabschnitte mit unterschiedlichem Gefälle undverschiedenen Kurvenradien
Abbildung aus: Willimczik, 1989
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Mechanisch-theoretischeModellbildung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Änderung der Gesamtzeit bei Veränderung der numerischenWerte der mechanischen Faktoren
Größe ÄnderungResultierende Änderungder Gesamtzeit
Gewichtskraft + 10 kg -0,25 bis -0,35 s
Anfangsgeschwindigkeit + 1 m/s -0,6 s
Reibungskoeffizient + 10 % +0,25 bis +0,30 s
Luftwiderstand + 10 % +0,45 bis +0,70 s
Tabelle aus: W
illimczik, 1989
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Empirisch-statistischeModellbildung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Teilweiten W1-4 der Weitsprungweite W (nach Ballreich, 1980)
Abb
ildun
g au
s: R
oth
& W
illim
czik
, 199
9
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Empirisch-statistischeModellbildung
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Für die Erklärung einer Weitsprungweite aufgrund vonacht Merkmalen ergibt sich für einen linearen Ansatz:
y = b0 + b1x1 + b2x2 + ... + b8x8^
In dieser Gleichung bedeuten:
y = aufgrund der Gleichung berechnete Weitsprungweite
x1-x8 = Ausprägung der berücksichtigten Merkmale
b1-b8 = die Gewichtung, mit denen die Merkmals- ausprägungen x1-x8 in die Gleichung eingehen
y = 27,7-15,4x1-41x2-4,3x3-0,009x4-20x5+0,8x6- 0,04x7+5x8+4,1x1
2+59,3x22+2,9x3
2+0,0003x42+3,5x5
2- 1,4x6
2+0,0005x72-2,7x8
2
Regressionsgleichung zur Vorhersage der Weitsprungweite:^
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik
- letzlich eine mechanische Betrachtungsweise
- durch Motorik (Innenaspekt) zu ergänzen
- keine Ganzheitlichkeit
- Übersetzung in Praxissprache
Biomechanische Betrachtungsweise nicht überschätzen
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
- externe Validität der Modellsimulation
Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft
Kritikpunkte
Einführung in die Bewegungswissenschaft - Grundlagen des AB II
Komplex A: Bewegung und Motorik
Literatur:
Willimczik, K. (1999). Die biomechanische Betrachtungs-weise. In: Roth, K. & Willimczik, K. Bewegungs-wissenschaft. Reinbek: Rowohlt. S. 21-73
1. Definition2. Kinematik2.1 Grundgrößen
2.1.1 Translation2.1.2 Rotation
2.2 Kinemetrie
2.3 Bestimmung des KSP
3. Dynamik3.1 Grundgrößen
3.1.1 Translation
3.1.2 Rotation
3.2 Dynamometrie
4. (Bio-)Mechanische Erklärungen4.1 Mechanische Gesetze
4.2 Biomechanische
Prinzipien
4.3 mechanisch-
theoretische Modell-
bildung
4.4 empirisch-statistische Modellbildung
5. Kritikpunkte
Thema: Die Biomechanische Betrachtungsweise
© 2002 Dr. D. Pollmann, Universität Bielefeld, Abt. Sportwissenschaft