Sportwissenschaft

Was ist Biomechanik ?

Biomechanik ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die den Bewegungsapparat biologischer Systeme und die mit ihm erzeugten Bewegungen unter Verwendung der Begriffe, Methoden und Gesetzmäßigkeiten von Mechanik, Anatomie und Physiologie beschreibt, untersucht und beurteilt

Nenne die biomechanischen Grundprinzipien!

• Prinzip der optimalen Treffchancen
• Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges
• Prinzip der optimalen Anfangskraft
• Prinzip der optimalen Muskelvordehnung
• Prinzip der zeitlichen Koordination der Teilimpulse
• Prinzip der Gegenwirkung

Erläutere die biomechanischen Grundprinzipien im Tennis!

Prinzip der optimalen Treffchancen

Optimales Treffen des Balles bedeutet je nach Spielsituation:

• Vor dem Körper
• In der Schlägermitte
• In günstiger seitlicher Entfernung
• In günstiger Höhe
• Mit günstiger Handgelenksstellung
• Mit günstiger Griffhaltung

Erläutere die biomechanischen Grundprinzipien im Tennis!

Prinzip der optimalen Beschleunigungswege

Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges

Soll dem Schläger situationsabhängig eine hohe Geschwindigkeit erteilt werden und die verfügbare Muskelkraft ökonomisch verwendet werden, muss der Beschleunigungsweg des Schlägers lang sowie geradlinig oder stetig gekrümmt sein.

Im Tennis gelten folgende Aspekte:

• Flüssige Aushol- und Schlagbewegung
• Optimierung von Umfang und Rhythmus
• Hohe Endgeschwindigkeit
• Steigende Präzision
• Anpassung des Beschleunigungsweges an den Schlag und die Spielsituation
• Das Optimum ist nicht das Maximum

Erläutere die biomechanischen Grundprinzipien im Tennis!

Prinzip der optimalen Anfangskraft

Soll bei einer Schlagtechnik eine hohe Endgeschwindigkeit erreicht werden, müssen Ausholbewegung und ein abbremsender Kraftstoß so optimiert werden, dass die Anfangskraft des Beschleunigungsstoßes möglichst groß wird.

Wichtig ist Folgendes:

• Keine längere Pause zwischen dem abbremsenden Kraftstoß und dem Beschleunigungsstoß
• Optimale Ausnutzung der Reaktivkräfte:
  • Ausnutzung der elastischen Energie der Sehnen und Muskeln
  • Ausnutzung des Muskelreflexe

Ein Sportler wirft mit gestreckten Armen einen Medizinball nach oben. Anfangs befindet sich der Sportler im ruhigen Stand auf der Messplattform. Die Waage zeigt das Körpergewicht [G] an (Das Gewicht des Mediballes wird vernachlässigt). Im Zeitpunkt [A] geht der Proband in die Knie. Die Messplatte zeigt einen niedrigeren Wert an. Die Fläche [X] zeigt den negativen Kraftstoß, der dem Bremskraftstoß [y] entspricht. Unmittelbar auf diesen Bremskraftstoß erfolgt der Beschleunigungskraftstoß. Die Kraft [F] wirkt auf den Mediball. Auf der Messplattform ist ein größerer Messwert erkennbar. Für die optimale Kraftentfaltung sollte das Verhältnis von Bremskraftstoß zu Beschleunigungskraftstoß etwa eins zu drei betragen.

 

Erläutere die biomechanischen Grundprinzipien im Tennis!

Prinzip der optimalen Muskelvordehnung

Soll der Schläger eine hohe Endgeschwindigkeit erreichen, müssen die Arbeitsmuskeln innerhalb der Ausholbewegung von außen nach innen und von oben nach unten optimal vorgedehnt werden.

Dabei gilt:

• Die Vordehnung liegt unter dem Dehnungsmaximum.
• Die Vordehnung geht unmittelbar in Muskelkontraktion über (Sicherung des zusätzlichen „Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus“).

 

Vereinfachte Muskelfunktion:

• Elektrische Erregung („Befehl“ aus Bewegungsgedächtnis)
• ATP-Aufspaltung (Energiefreisetzung)
• Energie „saugt“ Myosinfäden zwischen Aktinfilamente
• Muskel verkürzt sich bei Kontraktion
• Bei Kontraktion werden die Myosinfäden weit in Aktinfilamente hineingezogen (Abb. 51c)
• Bei Dehnung werden Myosinfäden aus den Aktinfilament herausgezogen (Abb51a)

 

•  

 

 

Erläutere die biomechanischen Grundprinzipien im Tennis!

Prinzip der optimalen Koordination der Teilimpulse

Soll der Schläger beim Treffen eine hohe Geschwindigkeit erreichen, müssen alle Muskelgruppen so koordiniert werden, dass sie nacheinander von unten nach oben und von innen nach außen zu arbeiten beginnen. Dann können die der Beschleunigung dienenden Kraftwirkungen im Treffpunkt ihr Optimum gleichzeitig erreichen.

Dadurch werden die Ökonomie der Bewegung verbessert und die Schlägergeschwindigkeit vergrößert sowie die Teilbewegungen optimal miteinander verbunden.

Auflösung der kinematischen Kette:

• Von unten nach oben
• Von innen nach außen
• Impulserhaltung von einem Körperteil zum anderen
• Geschwindigkeitsweiterleitung der einzelnen Körperteile bis um Schläger

Erläutere die biomechanischen Grundprinzipien im Tennis!

Prinzip der Gegenwirkung

Sollen das Treffen und das Gleichgewicht optimal kontrolliert werden sowie die Muskelvordehnung optimiert werden, ist die Gesetzmäßigkeit „Aktion-Reaktion“ (Wirkung-Gegenwirkung) bei den Schlagbewegungen aufgrund der Besonderheiten und der spezifischen Aufgabenstellung zweckmäßig auszunutzen.

• Abhängig von der Schlagausführung finden entsprechende Gegenbewegungen statt
• Gegenbewegung des „Nicht“-Schlagarms
• Gegenbewegung der Beine
• Gegenbewegung durch Körperverwringung

Ziel:

• Kontrolle
• Gleichgewichtserhaltung
• Beschleunigung

Welche biomechanischen Prinzipien finden sich in der Ausholbewegung wieder ?

 

Prinzip der optimalen Muskelvordehnung:

• außen nach innen
• von oben nach unten

Prinzip der optimalen Anfangskraft

• Kombination von exzentrischer und konzentrischer Muskelarbeit
• keine Pause, keine Haltearbeit

Prinzip der Gegenwirkung

• Vordehnung in entgegengesetzter Richtung, Gleichgewichtserhaltung in der Vorbereitung (nicht schlagarm)

Welche biomechanischen Prinzipien haben die größte Bedeutung ?

???

• Optimale Trefferchance

• Optimaler Beschleunigungsweg

• Koordination von Teilimpulsen

Erkläre die biomechanischen Abläufe am Beispiel eines Vorhand-Grundschlags!

• Ausholphase:

  • Optimale Muskelvordehnung

  • Anfangskraft

  • Gegenwirkung

  • Erreicht durch:

    • Schulter dreht nach hinten, Schläger bewegt sich nach hinten

    • Rumpf dreht entgegen der Schlagrichtung nach hinten

    • Hüfte dreht entgegen der Schlagrichtung nach hinten

    • KSP wird abgesenkt (Beugen der Knie), schulterbreite Beinstellung

    • Fußaufsatz leicht schräg zur Schlagrichtung

• Schlagphase:

  • Optimaler Beschleunigungsweg (Rhythmus)

  • Koordination von Teilimpulsen -> Auflösung der kinematischen Kette in der Zuschlagbewegung

    • Fuß beginnt einwärts zu drehen.

    • Beginn der Streckung von Sprung- und Kniegelenk (Beinstrecker-Kette).

    • Die Hüfte dreht nach vorne.

    • Der Rumpf rotiert nach vorne.

    • Die Schlagschulter rotiert nach vorne.

    • Der Arm wird vorwärts beschleunigt, erst vorwärts-abwärts, dann vorwärts-aufwärts zum Treffpunkt.

    • Durch das Gewicht des Schlägers öffnet sich zunächst das Handgelenk.

    • Das Handgelenk schließt wieder reflektorisch.

    • Der Schläger beschleunigt nach vorne.

• Treffpunkt:

  • Optimale Treffchancen

    • Treffpunkt vor dem Körper

    • In der Schlägermitte

    • In günstiger seitlicher Entfernung

    • In günstiger Höhe

• Ausschwung:

  • Gegenwirkung

    • Schlagschulter dreht weiter über den Treffpunkt hinaus

    • Abfangen des Körpers

    • Wiederherstellen des Gleichgewichts

 

Welche biomechanischen Prinzipien dienen vorrangig d. optimalen Beschleunigung des Schlägers ?

• Optimale Anfangskraft

• Optimale Muskelvordehnung

• Koordination von Teilimpulsen

• (Gegenwirkung)

Was ist Koordination ?

Koordination ist das harmonische Zusammenwirken von Sinnesorganen, peripherem und zentralem Nervensystem (ZNS) sowie der Skelettmuskulatur. Sie soll bewirken, dass die Impulse innerhalb eines Bewegungsablaufs zeitlich, stärke- und umfangmäßig aufeinander abgestimmt die entsprechenden Muskeln erreichen

Welche Modelle der Koordination kennst du ?

• Fähigkeitsorientiertes Koordinationsmodell

• Aufgabenorientiertes Koordinationsmodell (Druckbedingungen)

Welche Bedeutung hat die Koordination im Tennis ?

• Koordination gehört zu den leistungslimitierenden Faktoren im Tennis

• Koordinative Fähigkeiten und aufgabenbezogene Druckbedingungen spielen eine zentrale Bedeutung und sind von klein auf zu fördern und zu trainieren.

Was versteht man unter einer kinematischen Kette bzw. dem staircase effect ?

• Impulsfolge /-übertragung

• Kraftgenerierung über die Abstimmung der Körpersegmente

Welche koordinativen Fähigkeiten kennst du ?

DORFKRUG

Differenzierungsfähigkeit: Differenzierte Infoaufnahme, -bewertung und -verarbeitung. Ausführung der Gesamt- und Teilbewegungen mit hoher Präzision und Abstimmung

Orientierungsfähigkeit: Bestimmung und zielgenaue Veränderung der Körperlage in einem definierten Raum

Rhythmisierungsfähigkeit: Abstimmung der Bewegung auf einen bestimmten Rhythmus (z.B. akustisch durch Musik)

Kopplungsfähigkeit: Zweckmäßige, zeitliche, räumliche und dynamische Koordination von Teilkörper- und Einzelbewegungen
Reaktionsfähigkeit: Zweckmäßige, motorische Reaktion auf ein bestimmtes äußeres Signal (taktil, akustisch, optisch)

Umstellungsfähigkeit: Anpassen oder Umstellen auf plötzlich auftretende Situationsveränderungen

Gleichgewichtsfähigkeit: Erhaltung und Wiedergewinnung des Gleichgewichts
 

Welche Druckbedingungen im aufgabenbezogenen Ansatz kennst du ?

• Präzisionsdruck

  • Koordinative Aufgabenstellungen, bei denen es auf eine möglichst hohe Genauigkeit ankommt

• Zeitdruck

  • Koordinative Aufgabenstellungen, bei denen es auf eine beherrschte Zeitminimierung bzw. Geschwindigkeitsmaximierung ankommt

• Komplexitätsdruck

  • Koordinative Aufgabenstellungen, bei denen es auf eine gekonnt schnelle Bewältigung vieler hintereinander geschalteter oder gleichzeitiger Anforderungen ankommt

• Situations-/Variabilitätsdruck

  • Koordinative Aufgabenstellungen, bei denen es auf eine genaue und schnelle Bewältigung von Anforderungen unter wechselnden Umgebungs- bzw. Situationsbedingungen ankommt

• Belastungsdruck

  • Koordinative Aufgabenstellungen, bei denen es auf die genaue und schnelle Bewältigung von Anforderungen physisch-konditionellen oder psychischen Belastungsbedingungen ankommt