Funktionelle Anatomie und Biomechanik Grundlagen

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1 Funktionelle Anatomie und Biomechanik Grundlagen Daniel Bukac Bewegungsformen Aus Gottlob

2 Bewegung des Schulterblattes Aus Gottlob 2001 Ein paar grundlegende Krafttrainingsbegriffe Agonisten Synergisten Stabilisatoren Lastfluß Zwangslage Hebelarme 2

3 Agonist Def. : Ein Agonist ist ein Muskel, der sich während der konzentrischen Phase einer Übung verkürzt und dabei unmittelbar mechanisch Hubarbeit verrichtet 3

4 Gluteusmaschine Kernziel:Kräftigung der Hüftstrecker Agonisten: Quadrizeps femoris, Gluteus maximus, Semimembranosus, Semitendinosus, Bizeps femoris, Adduktor magnus Stabilisatoren: Übungsausführung: Bein aufs Trittbrett stellen, das andere Bein aufs Polster des Hebelarms legen. Höheneinstellung des Trittbrettes so, dass das Polster bei gestrecktem linken Bein knapp über der Kniekehle sitzt und während der Bewegung nicht rollt. Hüfte gerade lassen und vorne an das Polster der Maschine drücken. Gerätachse = Drehachse. Linkes Bein bis zur vollständigen Hüftstreckung nach hinten strecken. Dabei zeigt die Fußspitze immer Richtung Boden. Dann das Bein langsam wieder zurückführen. Bewegungsfertigkeit: mittel Benötigtes Trainingsgerät: Gluteusmaschine WICHTIGE HINWEISE: Lendenwirbelsäule nicht verdrehen, Standbein fixieren 4

5 Näheres zur Muskelbeteiligung der Agonisten Verkürzt sich und verrichtet dabei Hubarbeit ( Biofeedback ) Wille Geschwindigkeit Verletzungen ( Bankdrücken Zusätzlicher Zug/Druck (z.b. Berührung Agonisten bei Übungen Was ihr wissen müsst: beteiligte Gelenke Extensoren, Flexoren, Adduktoren, Abduktoren, Rotatoren, Aussenrotatoren, Innenrotatoren, Supinatoren, Pronatoren, Protraktoren, Retraktoren, Elevatoren, Anteversion, Retroversion, horizontale Abduktion, horizontale Abduktion z.b. Nackendrücken Ellenbogen-Extensoren Schultergelenk-Flexoren Schultergürtel-Elevatoren 5

6 Synergist Def. : Ein Synergist ist ein Muskel, der während der konzentrischen Phase der Übung nur in einem kleinen Bewegungsabschnitt oder nur sehr wenig Hubarbeit verrichtet 6

7 Stabilisatoren Def. : Stabilisatoren sorgen für eine korrekte Körperhaltung und die Gelenksicherung, während der Übung. Muskeln werden beim Krafttraining erst dann Stabilisatoren genannt, wenn sie unter mehr Spannung kommen, als unter normalen Bedingungen im Sitz, Stand oder Liegen. 7

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9 Agonisten/Stabilisatoren 9

10 Gluteusmaschine Kernziel:Kräftigung der Hüftstrecker Agonisten: Quadrizeps femoris, Gluteus maximus, Semimembranosus, Semitendinosus, Bizeps femoris, Adduktor magnus Stabilisatoren: Standbeinachse, Becken, LWS Übungsausführung: Bein aufs Trittbrett stellen, das andere Bein aufs Polster des Hebelarms legen. Höheneinstellung des Trittbrettes so, dass das Polster bei gestrecktem linken Bein knapp über der Kniekehle sitzt und während der Bewegung nicht rollt. Hüfte gerade lassen und vorne an das Polster der Maschine drücken. Gerätachse = Drehachse. Linkes Bein bis zur vollständigen Hüftstreckung nach hinten strecken. Dabei zeigt die Fußspitze immer Richtung Boden. Dann das Bein langsam wieder zurückführen. Bewegungsfertigkeit: mittel Benötigtes Trainingsgerät: Gluteusmaschine WICHTIGE HINWEISE: Lendenwirbelsäule nicht verdrehen, Standbein fixieren Stabilisationsbereiche Fuß Sprunggelenk Knie Hüfte Beinachse Becken LWS BWS HWS WS Hand Handgelenk Unterarm Ellenbogen Schultergelenk Schultergürtel Kopf 10

11 Lastfluß Gelenke durch eine Krafteinwirkung belastet auf den Gelenkflächen könnte man vergrößerten Druck ableiten eine Art Kraftübertragungsstrecke Reißen 1.Zug Kraftfluß? 11

12 Schrägbankdrücken Multipresse Kraftfluß? Latziehen front Kraftfluß? 12

13 Dips mit Kasten Kraftfluß? 13

14 Zwangslage Def. : Eine Zwangslage besteht, wenn am Ende der exzentrischen Phase für den Übenden bei einem Muskelversagen eine verletzungsgefährdende Situation besteht Schrägbankdrücken Multipresse Zwangslage? 14

15 Latziehen front Zwangslage? Dips mit Kasten Zwangslage? 15

16 Hebelarme Senkrechter Abstand von Drehpunkt/Belastungspunkt zur Lastwirkungslinie 16

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18 einarmiges KH Rudern vorgebeugt vorgebeugtes Seitheben am Kabelzug 18

19 Drehmoment Kniestrecker Kräfte bei der Beinpresse 19

20 Mechanische Beschreibungsgrößen Kinematische Merkmale Dynamische Merkmale Translatorische Merkmale: Länge Geschwindigkeit Beschleunigung Rotatorische Merkmale: Winkel Winkelgeschwindigk. Winkelbeschleunigg. Translatorische Merkmale: Masse Impuls Kraft Kraftstoß Arbeit Energie Leistung Rotatorische Merkmale: Massenträgheitsmoment Drehimpuls Drehmoment Drehmomentstoß 20

21 Translation und Rotation Translation und Rotation 21

22 Statische Berechnung von Kräften Kräfte und Komponentenzerlegung mit Hilfe der Geometrie Kraft in der vektoriellen Darstellung Kräfte sind vektorielle Größen und bestimmt durch: Lage der Wirkungslinie Intensität Angriffspunkt Dargestellt werden sie durch Pfeile deren Spitze die Richtung angibt und deren Länge ihrer Größe entspricht. 22

23 Kraft im Muskel durch Pfeile gekennzeichnet Druckkräfte und Scherkräfte im Gelenk durch Muskeln 1 Die Kraft, die ein Muskel erzeugt kann wie jede Kraft in Komponenten unterteilt werden, die ein Gelenk auf verschieden Weisen belastet. Resultierende Komponente A Komponente B 23

24 Lumbale Rückenmuskulatur:Zerlegen der Kraftwirkungslinien in ihre Kraftvektoren! M. longissimus thoracis M. iliocostalis lumborum Scherkraft Druckkraft Muskelkraft 24

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26 Wie groß ist die Scherkraft durch den Vastus medialis, wenn er mit 200 N zieht und im Winkel von 60 zur Horizontalen ist? Scherkraft= 200N cos 60 (0,5) = 100 N Scherkräfte WS durch Körpergewicht Gewichtskraft 400N: A: eingeschlossener Gelenkwinkel mit Scherkraftkomponente 60 B: eingeschlossener Gelenkwinkel mit Scherkraftkomponente 30 cos 60= 0,5 ; cos 30 = 0,87 26

27 Ursache für Rotationen: Drehmoment Wirkt eine Kraft nicht konzentrisch auf einen drehbaren Körper, so erzeugt sie ein Drehmoment. Unter einem Drehmoment versteht man das Produkt aus einer Kraft und dem senkrechten Abstand ihrer Wirkungslinie vom Drehpunkt. (senkrechter Abstand = Kraftarm bzw. ( Momentarm Geht die Wirkungslinie einer Kraft durch die Achse, dann verursacht sie keine Rotation. M= F r Die Einheit ist also das Nm. Ermittlung des Moment-/ Kraftarms der Momentarm ist der rechtwinklige Abstand der Wirkungslinie der Kraft vom Drehpunkt Dat isser! 27

28 Drehmoment Kniebeuge-Knie 28

29 Drehmomente im Gelenksystem Wichtige Sätze! Beispiel Drehmoment 29

30 ma= 3 cm ; la= 39 cm ; Federkraft = 300 N Wie groß muss die Kraft im Trizeps sein? cm Welche Muskeln heben der Oberkörper nach oben? Zeichne den Hebelarm der Last ein. Der Oberkörper ist 40 kg schwer, der Kraftarm 10 cm. 30

31 Wie stark müssen Lat und Pec ziehen, wenn sie jeweils die Hälfte des 70 kg schweren Mannes hochheben und 5 cm entfernt sind von der Drechachse. Zeichne des Hebelarm der Last ein. Länge 10 cm. 31

32 Gluteus Kabelzug LA: 60 cm ;L: 4 kg KA: 3 cm :K? Hantel: 50 kg Oberkörper 40 kg Ha Hantel 35 cm Ha Ok 25 cm Ha Muskelkraft 5 cm Muskelkraft? L1= 0,05 m 32

33 Hantel: 60 kg Oberkörper 60 kg Ha Hantel 40 cm Ha Ok 32 cm Ha Muskelkraft 4 cm Druckkraft? KG= 80 kg Verteilung:80 % Arme Liegestütze 2 Oberarmlänge und Unterarmlänge 40 cm Umkehrpunkt 90º Ellbogen Drehmoment Ellenbogen + Schulter Kraft Trizeps + Pectoralis HA Tr: 3 cm HA Pec: 4 cm 33

34 Drehmoment Kniestrecker Kniebeuge langer-kurzer Femur Berechne die Belastung im Hüftgelenk: Gewicht 40 kg links: HA 30 cm ; rechts HA 40 cm 34

35 Kinematik und Dynamik 35