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23.03.2007

Biomechanische Prinzipien

Teil 1: Das Prinzip der Anfangskraft, Prinzip der zeitlichen Koordination von Einzelimpulsen, Prinzip des optimalen Beschleunigungswegs

Im Sport kommt es häufig darauf an, eine schnelle Zeit zu laufen, hoch zu springen, weit zu werfen oder Bewegungen so oft wie möglich zu wiederholen. Ein leistungslimitierender Faktor ist dabei häufig die technische Ausführung einer Bewegung.

Wie muss demnach eine optimale Bewegung ausgeführt werden, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen? Für diese Problematik wurden die biomechanischen Prinzipien entwickelt.

In Anlehnung an mechanische Gesetzmäßigkeiten hat der Biomechaniker HOCHMUTH in den 60iger Jahren die ersten biomechanischen Prinzipien aufgestellt.

Zu den Prinzipien gehören:

  • das Prinzip der Anfangskraft
  • das Prinzip der zeitlichen Koordination von Einzelimpulsen
  • das Prinzip des optimalen Beschleunigungswegs
  • das Prinzip der optimalen Tendenz im Beschleunigungsverlauf
  • das Prinzip der Gegenwirkung
  • das Prinzip der Impulserhaltung

 

Prinzip der Anfangskraft

Das Prinzip der Anfangskraft besagt, dass eine Bewegung, bei der der Sportler eine hohe Endgeschwindigkeit erreichen soll, diese durch eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung einzuleiten ist. Wichtig ist hierbei, die einleitende Bewegung flüssig in die eigentliche Bewegung zu überführen.

Eine entgegengesetzte Bewegung wird in der Praxis durch eine Auftaktbewegung realisiert. Diese führt zu einer Erhöhung des Kraftstoßes und damit zu einer Erhöhung der Fläche unter der Kurve im Kraft-Zeit-Verlauf, im Gegensatz zur gleichen Bewegung ohne Auftakt.

Anhand einer Waage kann das wirken einer Anfangskraft veranschaulicht werden. Stellt man sich auf eine Waage wirkt die Gewichtskraft. Durch ein schnelles in die Knie gehen wird die Waage während der Bewegung einen Gewichtsverlust anzeigen und damit sinkt die ausgeübte Kraft auf die Waage. Beim Abstoppen wird das Körpergewicht gegenüber dem Ruhewert für den Bruchteil einer Sekunde deutlich ansteigen. Die Bodenreaktionskraft nimmt kurzzeitig zu und kann im Extremfall um ein Vielfaches des Körpergewichts ansteigen.

Diese erhöhte Kraft ist die Anfangskraft und kann sofort für eine folgende Bewegung genutzt werden, z.B. für einen nach oben gerichteten Sprung. Die Anfangskraft steht immer nur für einen Bruchteil einer Sekunde zur Verfügung. Wird eine Auftaktbewegung zu langsam ausgeführt, verpufft der Effekt der Anfangskraft.

Prinzip der zeitlichen Koordination von Einzelimpulsen

Jede sportliche Bewegung ist eine zeitliche Koordination von Einzelbewegungen. Hohe Endgeschwindigkeiten können nur dann erreicht werden, wenn alle Einzelbewegungen (Teilimpulse) optimal aufeinander abgestimmt sind.

Anhand des Speerwurfs kann dieses Prinzip verdeutlicht werden. Eine maximale Endgeschwindigkeit der Hand, von über 200 km/h, kann nur erreicht werden, wenn die Koordination der Übergänge der Einzelbewegungen vom Anlauf bis zum Abwurf des Speers optimal gestaltet werden.

Eine Verbesserung in einer Teilphase bringt nur in dem Maße eine verbesserte Endleistung, wenn es gelingt, diese optimal in die vorhergehenden und nachfolgenden Bewegungsabschnitte einzubauen. Eine Erhöhung der Anlaufgeschwindigkeit bewirkt demnach nicht unbedingt eine höhere Endgeschwindigkeit der Hand beim Abwurf.

Eine Erweiterung des Prinzip der zeitlichen Koordination von Einzelimpulsen ist das Go-and-Stop-Prinzip. Bei der Beschreibung des Go-and-Stop-Prinzips kommt es noch darauf an, dass die eingesetzten Körperteile der Einzelbewegungen zur Realisierung der Gesamtbewegung sukzessive beschleunigt und abgebremst werden, um somit eine maximale Endgeschwindigkeit zu erreichen.

Prinzip des optimalen Beschleunigungswegs

Lässt man einen Gegenstand aus einer bestimmten Höhe fallen, wird dieser gleichmäßig beschleunigt und erreicht unmittelbar vor dem Aufprall seine maximale Geschwindigkeit. Es gilt innerhalb gewisser Grenzen, dass sich die Endgeschwindigkeit proportional zur Länge des Beschleunigungsweges erhöht. Bei der Ausführung von bestimmten Bewegungen im Sport führt aber ein verlängerter Beschleunigungsweg nicht immer zu einer höheren Endgeschwindigkeit.

Beim Diskuswerfen kann beispielsweise durch einleitende Drehbewegungen der Beschleunigungsweg verlängert werden und zu einer Erhöhung der Endgeschwindigkeit beim Abwurf führen. Durch konditionelle und/oder koordinative Mängel kann eine zu viel oder zu wenig ausgeführte Drehbewegung zu einer geringen Endgeschwindigkeit führen.

Daher ist es wichtig einen optimalen und keinen maximalen Beschleunigungsweg zu finden, um eine individuelle maximale Endgeschwindigkeit zu erreichen.

Teil 1: Das Prinzip der Anfangskraft, Prinzip der zeitlichen Koordination von Einzelimpulsen, Prinzip des optimalen Beschleunigungswegs

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