Der Squat-Jump. Ruhiger Hockstand. Verlässt den Boden. Bewegung nach oben durch Vergrößerung der Beinstreckkraft

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1 Der Squat-Jump Ruhige Hockstellung zu Beginn des Absprungs Ohne Auftaktbewegung möglichst hoch springen Umso höher die Abfluggeschwindigkeit umso höher der Sprung umso größer die Fläche unter der Kurve Ruhiger Hockstand Verlässt den Boden Bewegung nach oben durch Vergrößerung der Beinstreckkraft Streckkraft ist kleiner als F G : Der Sportler kann nicht weiter aufwärts beschleunigen (Aufwärtsgeschwindigkeit wird kleiner) Gut für einen Squat-Jump ist es, wenn bis zum Verlassen des Bodens Kraftwerte aufgebracht werden, die größer sind als F G. (Kurve würde senkrecht auf 0N abfallen) Durch Verringern der Streckkraft vor Verlassen des Bodens verringert sich die Aufwärtsgeschwindigkeit Optimaler Beschleunigungsweg ist nicht der tiefste Hockstand Seite 1

2 Der Countermovement-Jump Ausgangssituation im aufrechten Stand Bewegung beginnt mit Tiefgehen durch Beugung der Sprung-, Knie- und Hüftgelenke Explosives Strecken dass zu einem Abheben vom Boden führt Ziel: maximale Flughöhe Hockstand, Beginn der Aufwärtsbewegung Ruhiger, aufrechter Stand Größte Abwärtsgeschwindigkeit Größte Abwärtsbeschleunigung Verminderung der Stützkraft (Tiefgehen) resultierende Kraft ist nach unten gerichtet geht in die Flugphase über t 1 : Kurve beginnt wegen des Tiefgehens mit einem Wellental t 2 : in t 2 hat der Sportler die größte Abwärtsgeschwindigkeit und beginnt das Tiefgehen abzubremsen um es in ein schnelles Hochgehen zu überführen wenn P1: Beschleunigungskraftstoß = P2 Bremskraftstoß ist das Abbremsen zu Ende t 3 :tiefste Hockstellung und Beginn des Hochgehens. Wenn dieser Übergang flüssig ist, beginnt das Hochgehen mit einer positiven Kraft. (Prinzip der Anfangskraft) t 4 : Der aufwärtsgerichtete Kraftstoß ist zu Ende der Sportler bewegt sich mit abnehmender Geschwindigkeit nach oben und geht bei t 5 in die Flugphase über soll ein Sprung mit optimaler Flughöhe entstehen, muss die Fläche P3 optimal sein die entgegen gerichtete Auftaktbewegung, hat die Funktion eine Anfangskraft bereit zu stellen. Dies gelingt nur wenn die Gegenbewegung flüssig in die Hauptbewegung übergeht ob die Gegenbewegung sehr weit oder eher weniger weit ausgeführt werden soll, hängt vom Leistungsniveau des Sportlers ab (Prinzip des optimalen Beschleunigungsweges) Seite 2

3 Der Drop-Jump es wird von einer Erhöhung eingesprungen nach erzwungenem Tiefgehen wird sofort durch Strecken der Beine das Abspringen angeschlossen Abbremsen punktueller Absprung Ruhestand ab t 1 bremst der Sportler den vorhandenen Bewegungszustand ab (erzwungenes Beugen der Beine) dieser Vorgang dauert bis t 2 Absprungphase dauert von t 2 bis t 3 (solange die Streckkraft der Beine mehr Kraft als F G aufbringen kann) Bei t 4 verlässt der Sportler den Boden durch die Niedersprungsituation und das erzwungene Beugen der Beine kann der Sportler beim Strecken der Beine eine sehr hohen Anfangskraft erreichen viel höher als die Anfangskraft beim Counter-Movement-Jump (Anfangskraft wird durch eine bloßes Tiefergehen aus dem Stand erreicht) Der Drop-Jump hat daher die Funktion, eine sehr hohe Anfangskraft zu liefern und die reaktive Kraftfähigkeit des Sportlers für den Absprung zu provozieren. Seite 3

4 Biomechanische Prinzipien Prinzip der maximalen Anfangskraft Eine Körperbewegung, mit der ein großer Kraftstoß erreicht werden soll, ist durch eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung einzuleiten. Durch das Abbremsen der Gegenbewegung ist zu Beginn der Zielbewegung bereits eine positive Kraft (Anfangskraft) für die Beschleunigung vorhanden. Dieses vergrößert den Kraftstoß, wenn Brems- und Beschleunigungskraftstoß dabei in einem optimalen Verhältnis stehen. Bei Beuge- und Streckbewegungen ist mit direkter Bewegungsumkehr zu Beginn der Streckbewegung eine positive Anfangskraft vorhanden. Ist die Ausholbewegung und der die Ausholbewegung abfangende Bremskraftstoß zu groß, wird für das Abbremsen der Ausholbewegung zu viel von der zur Verfügung stehenden Kraft verbraucht, die dem Beschleunigungskraftstoß nicht mehr zur Verfügung stehen kann. Bremskraftstoß und Beschleunigungskraftstoß dürfen ein optimales Verhältnis nicht überschreiten Prinzip des optimalen Beschleunigungswegs Soll im Laufe einer sportmotorischen Fertigkeit der Körper des Sportlers oder eines Sportgerätes auf eine hohe Endgeschwindigkeit gebracht werden, muss der Beschleunigungsweg eine optimale Länge haben und geradlinig oder stetig gekrümmt sein. Bei Körperbewegungen, mit denen eine möglichst hohe Endgeschwindigkeit erreicht werden soll, ist ein optimal langer Beschleunigungsweg auszunutzen. Dabei soll der geometrische Verlauf des Beschleunigungsweges gradlinig oder stetig gekrümmt sein. Das Prinzip des optimalen Beschleunigungswegs kommt bei solchen sportlichen Bewegungen zum Tragen, die hohe Endgeschwindigkeiten erfordern (z. B. Würfe/Stöße in der Leichtathletik). Länge und Richtung des Beschleunigungsverlaufs müssen optimal gestaltet werden, wobei optimal nicht unbedingt maximale Länge der Beschleunigungsweges bedeutet. Seite 4

5 Das Go-and-stop-Prinzip Hat ein Sportler einem Objekt durch seine Extremitäten eine hohe Endgeschwindigkeit zu erteilen, dann sind die zur Beschleunigung eingesetzten Körperteile stets so zu bewegen, dass zum Objekt hin sukzessives Beschleunigen und Abstoppen stattfindet. Objektfernere Körperteile werden also nacheinander in der gewünschten Bewegungsrichtung auf hohe Geschwindigkeit gebracht und ebenso nacheinander beim Erreichen der hohen Geschwindigkeit abgestoppt. Beispiel: Beidhändiger Überkopfwurf Zunächst schieben die Knie nach vorne, während Hüfte, Schultern, Ellenbogen und Hände noch hinten bleiben. Mit Stoppen der Kniebewegung drängt die Hüfte nach vorne, und immer noch bleiben Hände, Schultern und Arme hinten Mit dem Stoppen der Hüfte schnellen Brust und Schulter vor, aber die Arme bleiben noch zurück. Schließlich werden mit dem Stoppen von Brust und Schultern die Arme vorgeschleudert, und zwar zuerst die Oberarme, danach die Unterarme und schließlich auch noch die Hände. Seite 5

6 Der Körperschwerpunkt Der Schwerpunkt eines Körpers, als Körperschwerpunkt bezeichnet und mit KSP abgekürzt, ist jener (gedachte) Punkt, an dem die Gewichtskraft angreift. Der KSP ist nicht sichtbar, sondern nur durch seine Wirkung zu erkennen Wird ein Körper im KSP drehbar gelagert, dann bewirkt die Gewichtskraft kein Drehmoment und keine Drehung (weil definitionsgemäß kein Kraftarm vorliegt) Man hängt den Körper an mindestens zwei Stellen drehbar auf und erhält so die Schwerelinien. Der Schnittpunkt der Schwerelinien ist der KSP Seite 6

7 Translation und Rotation Translation: Eine Translation ist eine Bewegung, bei der alle Punkte des betrachteten Körpers deckungsgleiche Bahnen durchlaufen. Translationen können geradlinig sein, d.h. translatorisch entlang einer Geraden Oder kurvenlinear, d.h. alle Punkte bewegen sich deckungsgleich parabelförmig Es kann sogar vorkommen, dass bei einer Translation eine rotatorische Bahn durchlaufen wird z.b. die Gondeln beim Riesenrad (ihre deckungsgleichen Bahnen sind Kreise, deren Mittelpunkte nicht auf der Drehachse des Riesenrads liegen) Ein Kraftstoß bewirkt bei einem vorab ruhenden Körper genau dann eine Translation, wenn die Wirkungslinie der Kraft während der Stoßphase stets durch den Körperschwerpunkt geht. In diesem Fall wird vom zentralen Kraftstoß gesprochen Eine Translation entsteht, wenn die Kraft durch den Körperschwerpunkt wirkt.(zentraler Kraftstoß) Translatorisch nach oben : wenn Stützstelle und KSP senkrecht auf einer Linie sind Translatorisch nach vorne oben: wenn Stützstelle hinter dem KSP liegt, aber Kraft durch den KSP geht Translatorisch nach hinten oben: wenn Stützstelle vor dem KSP liegt und Kraft durch den KSP geht Seite 7

8 Rotation: Eine Rotation ist eine Bewegung, bei der alle Punkte des betrachteten Körpers um eine gemeinsame Achse drehen Rotationen können den ganzen Körper betreffen (z.b. Salto) Oder nur einzelne Körpersegmente Beispiel Kniebeuge: Unterschenkel bewegen sich rotatorisch um die Sprunggelenke Oberschenkel bewegen sich rotatorisch um die Kniegelenke Oberkörper bewegt sich rotatorisch um das Hüftgelenk Oder Oberkörper bleibt in senkrechter Lage und führt eine Translation (auf und ab) durch Beschreibung der Rotation wird durch Angaben der Achse, Achsenlage und Drehrichtung vorgenommen A Körpertiefenachse B Körperlängsachse C Körperbreitenachse Überschlag mit Drehung um Tiefen und Breitenachse Eine Rotation entsteht, wenn der Kraftstoß am Körperschwerpunkt vorbei führt (nichtzentraler Kraftstoß) Seite 8

9 Ein Kraftstoß bewirkt bei einem vorab ruhenden (aber auch sich translatorisch bewegenden) Körper eine Rotation (und gegebenenfalls auch noch eine Translation), wenn die Wirkungslinie der Kraft während der Stoßphase nicht durch den Körperschwerpunkt geht. (nichtzentraler Kraftstoß) Die Bodenreaktionskraft geht vor dem KSP vorbei : Drehung rückwärts Die Bodenreaktionskraft geht hinter dem KSP vorbei: Drehung vorwärts Bei den meisten Bewegungen kommen Translation und Rotation gleichzeitig vor / überlagern sich: Seite 9

10 Biomechanische Gesetze Der Trägheitssatz (1. Newtonsches Gesetz) Jeder Körper ist träge. Er behält, wenn keine Kräfte von außen auf ihn einwirken, seinen vorliegenden Bewegungszustand bei. Beispiel: Ein Skifahrer wechselt von der Piste in den Tiefschnee. Die Ski bremsen und der Skifahrer bewegt sich weiter nach vorne. Bei Translation: Masse ist bei Translation das Trägheitsmoment. Größere Massen sind mit größerem Aufwand in ihrem Bewegungszustand zu verändern. Bei Rotation: Masse ist bei Rotation die mechanische Größe, mit der das Beharrungsvermögen erfasst wird. Im Unterschied zur Translation kann der Sportler bei Rotation seine Trägheit verändern. Er kann sich eng in Hockhaltung zusammenpacken (kleines Trägheitsmoment) oder sich ganz lang machen (großes Trägheitsmoment). Das dynamische Grundgesetz (2. Newtonsches Gesetz) Kraft ist die Ursache für Geschwindigkeitsveränderung. Kraft ist proportional zur Geschwindigkeitsänderung. Doppelte Kraft bringt doppelte Geschwindigkeit und damit doppelte Beschleunigung. beschleunigende Kraft : dynamische Wirkung der Kraft verformende Kraft: statische Wirkung der Kraft Das Wechselwirkungsgesetz (3. Newotnsches Gesetz) Wirkt ein Körper mit der Kraft FA (actio) auf einen anderen Körper ein, dann wirkt dieser immer auch umgekehrt auf jenen mit der Kraft FR (recatio) ein. Actio und Reactio greifen stets an zwei verschiedenen Körpern an. Beispiel: Zwei Inlineskater stehen sich gegenüber und halten gemeinsam ein Seil. Der eine Versuch, den anderen zu sich herzuziehen. Er muss feststellen, dass dies auch immer so wirkt, als würde sein Gegenüber ihn heranziehen. Sportspezifische Verdeutlichung: Über Sprung- oder andere Aktionskräfte wirken Sportler Kraft auf den Erdboden oder das Gerät aus. Dem Wechselwirkungsgesetz entsprechend üben dann Erdboden bzw. Gerät eine Reaktionskraft auf den Sportler aus. Seite 10

11 Der Impuls ist das Produkt aus Masse und der Geschwindigkeit eines bewegten Körpers. Er erfasst den (translatorischen) Bewegungszustand Der Impuls ist ein Maß der Bewegungsmenge die ein Körper hat quasi der Schwung Jeder sich in Bewegung befindliche Körper hat einen bestimmt Impuls Zwei sich bewegende Körper haben aber nur dann den gleichen Impuls, wenn sie die gleiche Geschwindigkeit und die gleiche Masse haben Kraftstoß und Impulssatz: Jeder Kraftstoß gibt eine Impulsänderung. Es gilt: Erhält ein Körper der Masse m einen Kraftstoß, wirkt also auf ihn eine konstante Kraft F über die Zeit Δt ein, dann ergibt sich eine Impulsänderung, die dem Produkt aus F und Δt entspricht. Beispiel: Rodelstart. Der Fahrer zieht mit größter Kraft am Startbügel. Er versucht, sich mit möglichst hoher Geschwindigkeit in die Bahn zu katapultieren. Danach schlägt er wie ein Pinguin auf das Eis ein. Sportspezifische Verdeutlichung: Im Sport spielt weniger der Impuls, sondern vielmehr die Impulsänderung eine Rolle. Man will sich selbst oder ein Gerät auf möglichst hohe Geschwindigkeit bringen. Zur Geschwindigkeitsänderung ist Kraft nötig. Wirkt eine Kraft längere Zeit ein, kann sie eine größere Änderung bewirken. Wirkt eine größere Kraft ein, kann sie auch eine größere Änderung bewirken. Seite 11