Biomechanik

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Sportwissenschaften Biomechanik Flashcards on Biomechanik, created by patricia haider on 14/11/2015.
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Question Answer
Definition Biomechanik Biomechanik ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die die menschilche Bewegung beschreibt, analysiert und einschätzt. Leistungsb., Präventiv, Anthropometrisch
Biomechanische Prinzipien Sind mechanische Sachverhalte, die das biologische System betreffen. Besitzen keine allgemeine Gültigkeit, weil es sportartspezifische Bedingungen gibt
Bewegungsgesetzte / Bewegungsarten - geradlinig gleichförmige Bewegung - gleichmäßig beschleunigte Bewegung - ungleichmäßig beschleunigte Bewegung
Translation Alle Punkte eines Körpers durchlaufen zueinander parallele Bahnen und werden in derselben Richtung um gleich lange Strecken verschoben
Rotation Die Bahnkure der Punkte einer Körpers verlaufen in jeweils gleichbleibenden Abstand um eine feste, inner- oder außerhalb einer Körpers liegende Achse
Radialbeschleunigung (Zentripedalbeschleunigung) Verursacht die Auslenkung des Körpers aus der geradlinigen Bewegung. Es ändert sich die Richtung. Die Zentripedalbeschleunigung ist auf den Mittelpunkt des Kreises gerichtet und steht senkrecht zur Bewegungsbahn
Tangentialbeschleunigung (Bahnbeschleunigung) Beschleunigung entlang der Kreisbahn
Arten von Kräften Gewichtskraft Reibungskraft (Roll, Haft, Gleit) Luft- u. Widerstandskraft
Newtonsche Gesetze (Axiome) 1. Trägheitsgesetz 2. Grundgesetze der Mechanik 3. Wechselwirkungsgesetz
Schwerpunkt =elementare, mechanische Größe Ist als der Punkt definiert, der sich nach den Gesetzen der Mechanik so bewegt, als ob die gesamte Masse des Körpers in ihm vereingt wäre und alle auf den Körper wirkenden äußeren Kräfte an ihm anreifen würden
Skifahrer Kräfte y may=Hangabtriebskraft - Reibungskraft - Luftwiderstandskraft
Skifahrer Kräfte x max= N + Luftauftriebskraft - Normalkraft
Def. Kraftstoß Unter Kraftstoß wird die Änderung des Impulses in einer bestimmten Zeit verstanden
Impulserhaltungssatz Wenn zwischen zwei oder mehrere Körper nur innere Kräfte wirken, bleibt der Gesamtimpuls konstant. Impuls p ist das Produkt aus derMasse und seiner Translationsgeschwindigkeit
Def. Arbeit Arbeit ist das Produkt aus der Kraft und des zurückgelegten Weges, wenn Kraft und Weg die gleiche Richtung haben und die Kraft während des Vorgang konstant bleibt
Def. Energie Energie ist die Fähigkeit des physikalischen Systems Arbeit verrichten zu können. Setzt sich aus Epot und Ekin zusammen
Def. Leistung Die Leistung ergibt sich aus der Arbeit, die man in einer bestimmten Zeit verrichtet hat (Bsp. Veränderungen von Herz- und Kreislauffkt.)
Drehmoment Der Drehmoment ist die Wirkung auf einen Körper, der zu einer Drehbeschleunigung um eine Achse führt und bewirkt eine rotatorische Bewegung
Trägheitsmoment Ist eine physikalische Größe, die den den Widerstand eines starren Körpers gegenüber der Änderung seiner Rotationsbewegung angibt
Satz von Steiner Der Trägheitsmoment eines Körpers setzt sich additiv zusammen aus dem Trägheitsmoment J bzw. der Schwerpunktachse und dem Trägheitsmoment m*r² der im Schwerpunkt vereinigt gedachten Gesamtmasse
Drehimpuls Bei Bewegungen einer Körpers ohne Einfluss äußerer Momente geht die Drehachse des Gesamtkörpers durch den Körperschwerpunkt
Drehimpulserhaltungssatz Wirken keine äußeren Momente auf den Körper, dann bleibt der Drehimpuls konstant
Tiefentlastung Plötzliches Beugen der Gelenke für dazu dass az negativ läuft. Abbremsen den Teifentlastung führt zur Verzögerung in z-Richtung. N wird größer, es entsteht eine Belastungsphase
Hochentlastung Zuerst eine Belastungsphase, aufgrund der Beschleunigung des Körperschwerpunktes. Dann kommt eine Entlastungsphase. Dadurch wird az negativ und N wird reduziert
Oberkörpergegendrehung Es dürfen keine externen Momente auftreten. Hoch- bzw. Tiefentlastung sorgt für Widerstandsreduzierung. Die äußeren Kräfte an den Schiern werden gering. Dadurch kann der Drehimpulserhaltungssatz angewendet werden I0*w0+Iu*wu=0. Oberkörper dreht sich anders als Unterkörper
Pirouette beim Eislaufen Arme anlegen: Rotationsgeschwindigkeit steigt, weil Trägheitsmoment kleiner wird. Winkelgeschwindkeit wird größer Arme ausstrecken: Rotationsg. kleiner, Winkelgeschw. kleiner Drehimpuls bleibt immer erhalten
Katze Katze nutzt die Drehachsen, die sich während der Rotation verändern. Sie kann dir vorderen Körperteilen gegen die Hinteren verdrehen. Außerdem kann sie die Trägheitsmomente der Segmente verändern
Schraubendrehung ohne Drehimpuls um die Longitudinalachse Nach dem Absprung ist der Drehimpuls um LA 0. Durch die Armdrehung entsteht eine reaktive Gegendrehung. Der Drehimpuls um die Transversalachse besteht aus einer Komponente normal zur Körperlängsachse und einer Komponente parallel dazu.
Reaktive Rotation Gegeneinanderdrehen von Körperteilen. Summe der Drehimpulse der Körperteile ist gleich 0
Wovon hängt die Standfestigkeit ab? - Höhe des KSP von der Unterstützungsfläche - Große der Unterstützungsfläche - Körpergewicht - Abstand des KSP vom Rand der Unterstützungsfläche
Statischer Druck Druck in ruhenden Flüssigkeiten (Kolben- und Schweredruck)
Statischer Auftrieb -Archidmedisches Prinzip Die Auftriebskraft. Sie greift im SP der verdrängten Flüssigkeitsmenge an. Auftriebskraft ist gleich dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit
Mechanische Fkt. Knochen -Stützfunktion bzgl. äußerer Kräfte - Übertragung von Kräften -Schutzfunktion für innere Organe
Röhrenknochen Innen hohl, besonders hohe Festigkeit. Zugfestigkeit 10 kg/mm², Druckfestigkeit 15 kg/mm² Zwei Knochenenden und ein Knochenschaft
Mechanische Fkt. Bänder Passive Gelenksführung, Bewegungshemmung, Weiterleitung von neurosensorischen Reizen ans Rückenmark
Gelenksarten Kugelgelenk (3) Flächengelenk (3) Sattelgelenk (2) Eigelenk (2) Schaniergelenk (1) Zapfengelenk (1)
Relative Phase Differenzwinkel zweier Gelenke, die gleichzeitig betrachtet werden
Einteilungsgrößen Bewegungsamplitude Freiheitsgrade (Punktmasse 3, starrer Körper 6)
Kinematische Kette Über Gelenke verbundenes System aus einzelnen Gliedern, die beweglich sind Geschlossene KK und offene KK
Mechanische Fkt. Sehne Übertragung von Kraftimpulse der Muskeln auf die Knochen. Speicherung von elastischer Energie
Kraftabhängigkeiten des Muskels Abhängig von der Länge und Geschwindigkeit (bei Dehnung und Verkürzung)
Hillsche Gleichung Beschreibt die Kraft- und Geschwindigkeitszusammenhänge bei konzentrischen bzw. isometrischen Kontraktionen. Je höher die Kraft, desto geringer die Geschwindigkeit. Die max.Muskelleistung kann abgeleitet werden, indem die Ableitung von P(V) gleich 0 gesetzt wird um so die optimale Geschwindigkeit zu bestimmen
Anthropometrie Längenmaße Geometrische Verteilung von Massen Innere Geometrie des Bewegungsapprates Festigkeitseigenschaften
KSP bestimmen Gesamtkörperschwerpunkt entweder mathematisch mit einer Formel oder eperimentell, wo alle äußeren Kräfte/Momente in der Summe 0 ergeben sollten
Def. Modell Ein Modell ist eine abstrakte Darstellung ausgewählter Attribute aus einem realen System. Es werden nur wesentliche Teile behandelt
Modellarten -physische Modell (Physische Schifahrermodell, mechanische Modelle d. Körpers) - Theoretische Modell (Physikalische Modell eines Kugestoßes) - Antropometrisches Modell (mathematisch mechanische Modelle des Bewegungsapparates Hominoid) - Dynamische Modelle (invers, direkt)
Kinematrie Messung von kinematischen größen (Länge und Zeit)
Kinematografie Speicherung und Wiedergabe von Bewegungen mittels Filmaufnahmetechnik. Einzelbilder, Reihenbilder, Fotomontagen
Biomechanische Kennlinie Charakteristischer Kurvenverlauf eines bestimmten Merkmals in Form einer definierten Größe, in Abhängigkeit von einer oder mehreren anderen mechanischen Größen. Es gibt dynamische, kinematische und elektromyografrische Kennlinien
Biomechanischer Kennwert Charakteristischer Wert einer mechanischen Größe
Messmethoden Direkt (Am Körper bsp. Seilzugaufnehmer, Beschleunigungsaufnehmer, zeitmessung) Indirekt (optisch bsp. Filmtechni, Bildserienfotografie)
Dynamometrie Messung von Kräften
Dynamometrische Messmethdoen - Spannungs-Dehnungsmesstreifen -piezoelektrische Sensoren - Kapazitiven Sensoren
Elektromyografie, für was? - Aktivität der Muskeln indirekt bestimmen - Beteilung/nichtbeteilung von Muskeln an Bewegungen - Antagonistsiche Muskelaktionen -Intermuskuläre Koordination (zeitliche Abfolge)
Beachten bei EMG? - Widerstand minimieren (Haare) - Abtastraten doppelt so hoch wie die höchste erwartete Signalfrequenz - Höchste Signalstärke am Muskelbauch anbringen - Elektroden in Richtung der Muskelfasern
Drei typische Fragestellungen bei EMG Ist der Muskel aktiv? Ist er mehr oder weniger Aktiv? Wie hoch ist die Beanspruchung des Muskels? Wie ist das koordinative Zusammenspiel? Wie reagiert der Muskel auf Ermüdung?
Arten d. biomechanischen Prinzipien Prinzip der Anfangskraft Prinzip der Gegenwirkung Prinzip der (Dreh-)Impulserhaltung Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges Prinzip der optimalen Tendenz im Beschleunigungsverlauf Prinzip der zeitlichen Koordination von Einzelimpulsen
Prinzip der Anfangskraft Um einen möglichst hohen Kraftstoß zu erreichen, muss eine Körperbewegung durch eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung eingeleitet werden. Dadurch ensteht zu Beginn der Zielbewegung eine postivie Kraft (Anfangskraft) und ein vergrößerter Kraftstoß
Prinzip der Gegenwirkung Zu einer Wirkung besteht immer eine entgegengesetzt gerichtete und gleich große Gegenwirkung (Bsp. Hürdenlauf, Weitsprung) m1*a1=m2*a2 (3. NG)
Prinzip der (Dreh-)Impulserhaltung Wirken keine äußeren Momente auf den Körper, bleibt der Gesamtimpuls konstant (Bsp. Bewegung mit Drehung im freien Flug)
Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges Um eine möglichst hohe Endgeschwindigkeit zu erreichen, muss der Beschleunigsweg eine optimale Länge haben und geradlinig bzw. stetig gekrümmt verlaufen. Ekin=Arbeit=F*s
Prinzip der optimalen Tendenz im Beschleunigungsverlauf ...beschreibt die verschiedenen Beschleunigungs-Zeit-Verläufe je nach sportlicher Zielsetzung. Bsp. schnellstmöglich hohe Kraft -> höchste Beschl. am Anfang der Beschl.Phase Höchstmögliche Endgesch.-> Am Ende es Beschleunigungsweges
Prinzip der zeitlichen Koordination von Einzelimpulsen Ein Gesamtimpuls kann durch hintereinander geschalteten Einzelimpulsen erhöht werden. Der Impuls wird durch zeitliche Abbremsung von einem Körperteil zum anderen übertragen. Das Beschleunigungsmaxima der Körerteile sollten nacheinander auftreten und distal orientiert zunehmen. Die Beschleunigungskraftstöße sollten optimal zeitlich zueinander abgestimmt werden
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