Biomechanik - wie geht das?

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Klemens Lichtenberg
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1 r Biomechanik - wie geht das? Heidi Schewe 274 Abbildungen in 419 Einzeldarstellungen 18 Tabellen 2000 Georg Thieme Verlag Stuttgart New York

2 VII Inhaltsverzeichnis Einleitung Entwicklung der Mechanik der Körperbewegungen 1 Aufgabenbereiche der Biomechanik. 3 Funktionelle Anatomie 3 Ergonomie 3 Sport und Sportwissenschaft 4 Weltraumforschung Orthopädie und orthopädische Chirurgie 4 Rehabilitation und (zunehmend) Prävention - in diesen Bereich gehört die Physiotherapie 4 Problemstellung der Biomechanik für die Physiotherapie 5 Einführung 9 3 Methoden zur Analyse von Bewegungen Nominalanalyse Messgrößen Der Messvorgang Bewegungsebenen, Richtungen Skalare 18 und Achsen Vektoren (Abb. 3.5) Qualitative Analyse von Bewegungen 15 Kinematik Quantitative Analyse der Bewegung Punkte und Wege (Strecken) L1.2 Geschwindigkeit L1.3 Beschleunigung 29 Beschreibung der Weg-Zeit-Diagramme (Abb 4.17) 32 Translation und Rotation 33 Analyse von Rotationsbewegungen 34

3 VIII Inhaltsverzeichnis 5 Kinetik Einführende Beispiele Darstellung eines Vektors Addition von Vektoren (Kräften) Darstellung und nummerische Zerlegung eines Vektors in seine Auswertung von Vektoren 47 Komponenten 57 6 Kräfte und die Bewegungsgesetze von Isaac Newton Masse und Trägheit Reaktive Kräfte Kräfte bei rotatorischen 6.2 Kräfte 59 Bewegungen Innere und äußere Kräfte Druck Aktive Kräfte 62 7 Körperschwerpunkt Konzept des Körperschwerpunktes Konstruktion des Gesamtkörperschwerpunktes des menschlichen 7.2 Bestimmung der Lage des Körper- Körpers 83 Schwerpunktes 79 8 Drehmoment Ursache von Dreh- bzw. 8.3 Trägheitsmoment 97 Rotationsbewegungen Berechnung des Drehmoments Gleichgewicht und Stabilität Bedingungen für das 9.2 Regelung des Gleichgewichts Gleichgewicht 102 beim Menschen Betrachtung der Effizienz von Bewegungen Wirkungsgrad Leistung Mechanische Arbeit Muskelarbeit, Leistung und Energietransfer bei Körperbewe Überlegungen zur Muskelarbeit gungen des Menschen (nach Winter 1979, S. 84 ff) Energie 121

4 Inhaltsverzeichnis IX 11 Impuls Linearer Impuls Drehimpuls Erhaltungssatz: Erhaltung des linearen Impulses Einfache Maschinen Seil und Stange Schiefe Ebene Hebel Schraube 154 : 12.3 Rolle (Scheibe, Rad) Keil 154 l-13 Kräfte bei Bewegungen um Gelenke am menschlichen Körper 156 r 13.1 Fragestellungen Belastungsberechnung für das Hüftgelenk 167 s!3.2 Vorgehen zum Bestimmen der Kräfte 157 l4 Das Freikörperdiagramm und seine Verwendung 170 f 14.1 Problemstellung Fortsetzen der Analyse über mehrere Körperteile Freischneiden des Körperteils und Berechnung des Lastdreh Ansätze zu Berechnungen bei moments 170 der instrumenteilen Ganganalyse. 175 Eigenschaften von Materialien 5.1 Wichte eines Stoffes Feste Körper 5.2 Dichte eines Stoffes Flüssige und gasförmige Körper (Fluide) 5.3 Aufbau der Stoffe

5 X Inhaltsverzeichnis 16 Muskel - Kraftgenerator des Organismus Aufgaben des Muskels Die kontraktilen Elemente des Muskels - Myofibrillen Aufbau des Skelettmuskels Innervierung der Muskeln und 16.3 Muskelfaser 194 Dosierung des Krafteinsatzes Kontrolle der Muskelkraft Messverfahren in der Biomechanik Grundlagen des Messens (Oberflächen-) Elektromyografie (EMG) Messen kinematischer Größen Messen kinetischer Größen 219 Anhang A 229 Anhang B 231 Anhang C: Teilen einer Strecke in gleich lange Abschnitte 233 Anhang D: Winkel- oder Kreisfunktionen 235 Anhang E Berechnen von Wegstrecken (Geschwindigkeit oder Beschleunigung sind bekannt) 242 Literaturverzeichnis 246 Sachverzeichnis 250

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