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Nenne charakteristische Bewegungsmerkmale von Gehen und Laufen!
Warum ist Gehen nur für geringe Geschwindigkeiten geeignet und warum läuft man nicht bei geringer Geschwindigkeit?
Welche Effekte treten bei höheren Gehgeschwindigkeiten auf?

Gehen:

- es gibt keine stützfreie Phase, es ist immer Bodenkontakt vorhanden

- Beim Fußaufsatz ist das Bein (nahezu) gestreckt

- Der Mittelstütz erfolgt nahezu mit gestrecktem Bein/Knie  WYSIWYG-Editor, editor-1592481100089Kapitel 2: Leichtathletik: Gehen / Laufen / Sprint / HürdenEditor WerkzeugleistenGrundstile FettTastaturkürzel Strg+B KursivTastaturkürzel Strg+I UnterstrichenTastaturkürzel Strg+UAbsatz Nummerierte Liste einfügen/entfernen ListeLinks Link einfügen/editierenTastaturkürzel Strg+K Link entfernen    WYSIWYG-Editor, editor-1592481100090Let's Do This!!Editor WerkzeugleistenGrundstile FettTastaturkürzel Strg+B KursivTastaturkürzel Strg+I UnterstrichenTastaturkürzel Strg+UAbsatz Nummerierte Liste einfügen/entfernen ListeLinks Link einfügen/editierenTastaturkürzel Strg+K Link entfernen       

- Fußabdruck erfolgt mit gestrecktem Bein -> Abdruckkraft flach

- Bahn des KSP erreicht in der Mitte der Stützphase den höchsten Punkt 

- Bewegungsamplitude der Beine gering

- Körper wird in Stützphase über Stützpunkt gehebelt

 

Laufen: 

- Es gibt immer eine stützfreie Phase

- Fußaufsatz nur mit leicht gebeugtem Bein, unmittelar nach Aufsatz deutliches Nachgeben im Knie

- Im Mittelstütz ist das Bein gebeugt

- Fußabdruck ebenfalls mit nahezu gebeugtem Bein. Abddruckkraft höhrere vertikale Komponente

- Bahn des KSP in Schwungphase höchter Punkt, Stützphase Mitte der niedrigste Punkt

- Bewegungsamplitude der eine höher

- Körper wir in der zweiten Hälfte der Stützphase für Flugphase in Schwung gebracht

 

-> Gehen ist aufgrund der limitierten Schrittlänge, der hohen Bremskräfte und der Tatsache, dass der KSp weit hinter der Stützstelle ist und über die Stützstelle geheblt werde muss nicht für hohe Geschw. geeignet. 

-> Laufen bei geringen Geschw. ist unökonomisch. Durch die hohe Vertikalebewegung wird zu viel Energie verbraucht. Der große Vorteil des Laufens in der Energiebilanz ist ja gerade die Flugphase, welche bei langsamen Geschw. aber kontraproduktiv wirken würde. 

Skizziere die horizontalen Kraft-Zeit-Verläufe für Gehen und Laufen in ein Diagramm (achte auf Unterschiede in Stützzeit und Kraftamplitude)! Beschreibe den Bewegungsablauf unter besonderer Beachtung der KSP-Bewegung mit Bezug zu den horizontalen Kraftverläufen! Gehe dabei von der horizontalen KSP Geschwindigkeit zu Stützbeginn aus!

Gehen: 

- Abbremsen im ersten Teil der Stützphase

- KSP hinter Unterstützpunkt (Fuß), dann k  WYSIWYG-Editor, editor-1592481100089Kapitel 2: Leichtathletik: Gehen / Laufen / Sprint / HürdenEditor WerkzeugleistenGrundstile FettTastaturkürzel Strg+B KursivTastaturkürzel Strg+I UnterstrichenTastaturkürzel Strg+UAbsatz Nummerierte Liste einfügen/entfernen ListeLinks Link einfügen/editierenTastaturkürzel Strg+K Link entfernen    WYSIWYG-Editor, editor-1592481100090Let's Do This!!Editor WerkzeugleistenGrundstile FettTastaturkürzel Strg+B KursivTastaturkürzel Strg+I UnterstrichenTastaturkürzel Strg+UAbsatz Nummerierte Liste einfügen/entfernen ListeLinks Link einfügen/editierenTastaturkürzel Strg+K Link entfernen       ehren sich die Kräfte um -> Aus Bremsen wird Antreib

- Fortbewegungsgeschw. wird zu Beginn der Stützphase verringert

- Im Mittelstütz bleibt Bewegungsgeschw. konstant

- Ende der Stützphase: Gehgeschw. wird dank positiver Horizonztalkräfte erhöht. 

-> Brems- und Beschl.kräfte heben sich auf. Horizontalgeschw. bleibt im Durchschnitt gleich

 

Laufen: 

- Zu Beginn Bremskräfte, weil KSp hinter Stützsstelle

- Bremswirkung hält an, bis KSP Stützstelle passiert

- Horizontale Beschleunigung bis zum Abheben des Fußes

-> Brems- und Beschl.kräfte heben sich auf. Horizontalgeschw. bleibt im Durchschnitt gleich

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Skizziere die vertikalen Kraft-Zeit-Verläufe für Gehen und Laufen in ein Diagramm! Zeichne die FG-Linie in das FZ(t)-Diagramm ein! Achte bei der Skizze auf Unterschiede in der Stützzeit sowie auf Höhe und Form der Kraftkurven! Erläutere die Zusammenhänge zwischen Bewegungsablauf und den Kraft-Zeit-Verläufen in vertikaler Richtung! Gehe dabei von der Anfangsposition und der KSP Geschwindigkeit zu Stützbeginn aus! Wie kann man im FZ(t)-Verlauf beim Laufen den Zeitpunkt der vertikalen Bewegungsumkehr bestimmen?

Gehen: 

- Kräfte weichen nur wenig von Gewichtskraft ab

- In vorderer Phase etwas höher, da Körper in Mittelstütz gehebelt wird

- Im Mittelstütz: Entlastung, vertikale Beschleunigung lässt durch Hebeln nach

- Hintere Stützphase: wieder Kraftzuwachs: horizontale Beschl. erzeugt durch Fußabdruck auch vertikale Beschleinigung

 

Laufen: 

- gegenläufig zum Gehen

- KSP kommt am Ende der Flugphase von oben herunter -> zu Beginn negative Geschw. (Abbremsen)

- Bodenreaktionskräfte bewirken Geschw.zunahme zunächst auf 0, dann positiv -> beim Verlassen des Bodens positive Geschw. 

- 1. Hälfte dient Abbremsen

- 2. Hälfte erzeugt Abfluggeschw. 

--> Im oberen Umkehrpunkt der Skizze befindet sich die vertikale Bewegungsumkehr

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Welche drei Hauptziele verfolgt der Sprinter beim Tiefstart?

1. Minimierung der für die Startaktion

2. Maximierung der Horizontalgeschw. 

3. Optimierung der Abdruckrichtung vom Block

  WYSIWYG-Editor, editor-1592481100089Kapitel 2: Leichtathletik: Gehen / Laufen / Sprint / HürdenEditor WerkzeugleistenGrundstile FettTastaturkürzel Strg+B KursivTastaturkürzel Strg+I UnterstrichenTastaturkürzel Strg+UAbsatz Nummerierte Liste einfügen/entfernen ListeLinks Link einfügen/editierenTastaturkürzel Strg+K Link entfernen    WYSIWYG-Editor, editor-1592481100090Let's Do This!!Editor WerkzeugleistenGrundstile FettTastaturkürzel Strg+B KursivTastaturkürzel Strg+I UnterstrichenTastaturkürzel Strg+UAbsatz Nummerierte Liste einfügen/entfernen ListeLinks Link einfügen/editierenTastaturkürzel Strg+K Link entfernen       

-> Die wesentlichen Erkenntnisse stecken in den Zeiten und in der Größe der Kraftstöße. Die Flächeninhalte der Kraftkurven geben indirekt Auskunft über die Geschw., die in horizontaler und vertikaler Richtung aus dem Beinabdruck resultieren. 

Nenne 5 wichtige Schrittparameter zur Charaktersieriung des Laufstils!

1. Schrittfrequenz

2. Schrittlänge

3. Stützzeit

4. Flugzeit

5. Spurweite

Die KSP-Bahn gibt Aufschluss über die Effizienz der Lauftechnik. Wie kann die KSP-Bahn bestimmt werden? Welche KSP-Parameter (3) charakterisieren die Effizienz
Lauftechnik treffend (mit Begründung)?
 

Die KSP-Bahn kann mit Hilfe einer Videoanalyse bestimmt werden. 

 

- geringe Vertikalbewegung Δz

- Minimierung der horizontalen Bremsanteile (führt zu weniger Beschl.aufwand zum Kompensieren des Bremsstoßes)

- Minmierung des Antriebsverluste durch Querbewegungen (keine überflüssigen Bewegungen bzw. Bewegungsamplituden durch z.B. Körperachsenverwringung)

(--> Eventueller Hinweis von Wank auf Klausur)

 

Erkläre das Prinzip zur Laser-gestützten Messung von Geschwindigkeitsprofilen (LAVEG) beim Laufen! Gehe dabei auf die Messgröße, den Messtakt und die formelmäßige Berechnung des v-Profils ein! Skizziere einen typischen Geschwindigkeits-Weg-Verlauf bei einem 100m-Sprint (Top-Läufer) aus dem Tiefstart mit realen Geschwindigkeiten!

-> Auf Basis der Messung der Lichtlaufzeit kann mit dieser Methode ein Geschw.profil erstellt werden. 

Zunächst kann durch das Aussenden und Reflektieren des Lichtstrahls die Entfernung des Läufers berechnet werden. Üblicherweise geschieht dies mit einer Frequenz von 100Hz. Daraus ergibt sich zunächst ein Weg-Zeit-Diagramm, woraus durch einfaches Ableiten die jeweilige Momentangeschw. berechnet werden kann. 

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Nenne zwei Hauptstrategien für die Ausführung eines Tiefstarts! Durch welche Maßnahmen (Blockeinstellung, Startposition) werden diese jeweils unterstützt? Begründe!

1. Maximierung der Horizontalgeschwindigkeit

- Abdruck im Block über möglichst langen Zeitraum

- Entstehung großer Kräfte (Flächenkurve ist im Diagramm länger, d.h. große Fläche = große Kraft) und die Horizontalgeschw. wird maximiert

- Block also weiter hinten einstellen

 

2. Minimierung der Druckzeit

- über einen langen Zeitraum zu drücken kostet natürlich auch Zeit 

- Block weiter vorne einstellen

 

--> Diese beiden Ziele stehen im Widerspruch zueinander. Der Sprinter muss also einen Kompromiss suchen. In der Praxis hat die Zeitminimierung geringere Priorität. 

Charaktersisiere die Bewegungsstrategien und die Lauftechniken beim Sprintlauf und bei Langstreckenlauf. Begründe die wesentlichen Unterschiede. 

Sprint: (schnell)

-> wichtige Leistungskriterien sind Geradlinigkeit der Bewegung und Minimierung der Vertikalschwankungen 

- im Hochgeschw.abschnitt dominiert das "ziehende Laufen"

- das Bein wird aktiv greifend aufgesetzt

 

--> mit zunehmender Streckenlänge nimmt die Laufgeschw. ab.

 

Langstrecke: (ökonomisch)

-> Reduktion von Schrittlänge, Schrittfrequenz, Bewegungsamplitude

 

Schrittlänge: S > L

Schrittfrequenz: S > L

Bewegungsamplitude: S < L

Stützzeit: S < L

Geschwindigkeit: S > L

Armarbeit: S > L

Nenne und begründe die wichtigsten Bewegungskriterien für einen effizienten Hürdenschritt über die Männerhürde 

1. Flache KSP-Bahn, möglichst knapp über der Hürdenkante

(umso dichter, umso weniger muss KSP angehoben werden -> Dauer der Flugphase verkürzen, Aufprallkraft in Stützphase minimal halten)

 

2. Hohe Abgangsgesch. bei Stütz vor den Hürden 

(desto weiter kann man hinter der Hürde landen)

 

3. Abdruck weit vor der Hürde 

(deswegen auch hohe Horozontalgeschw.)

 

4. Oerkörpervorlage, sodass KSP-Bahn dichter an der Hürdenkante ist 

(um schnell über Hürde zu kommen)

 

5. Hoher KSp bei Stütz nach der Hürde 

(möglichst groß machen, damit man den KSp nicht noch weiter anheben muss um über die Hürde zu kommen (Bremskräfte vermeiden)

 

6. Greifender Fußaufsatz bei Stütz nach der Hürde 

(ziehender Schritt, Bein möglichst schnell unter die Hürde, damit Bremseffekt minimal wird)

 

 

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Welche Wesentlichen Unterschiede ergeben sich bei einem Anfänger zum Hürden-Topläufer?

- höhere Geschw.verluste beim Fußaufsatz zum Hürdenschritt

- größere Vertikalschwankungen beim Anfänger ("hüpfen" häufig über Hürde)

- kein/weniger guter aktiv greifender Fußaufsatz des Schwungbeines nach der Hürde (höhere Bremskräfte beim Anfänger)

Kapitel 3:  Leichtathletik: Sprungdisziplinen

Lets go!

1. Erläutere das Prinzip der Summation von Teilgeschwindigkeiten in den Sprungdisziplinen. 

2. Beschreibe typische Anfangsbedingungen der KSP-Bewegung zu Beginn der STützphase bis zum Absprung. 

3. Welche Wirkung haben die Stützkräfte beim Absprung auf die Bewegung des KSP?

 

1. Bewegungen werden immer von mehreren Muskeln oder Muskelgruppen bewirkt. Damit eine effektive Bewegung erreicht wird, müssen die Teilaktionen der vers. Muskeln gut aufeinander abgestimmt sein. Beispiel: Nicht nur das Sprungbein beeinflusst beim Hochsprung die Sprunghöhe, sondern auch das Schwungbein und die Armbewegung erzeugen Impulse. 

 

2. Der KSP des Springers bewegt sich kurz vor Brettkontakt mit hoher Horizontalgeschwindigkeit nach vorn und mit geringer Vertikalgeschwindigkeit nach unten

 

3.

- Der Überwiegende Teil der Horizontalkräfte Fx ist der Anlaufgeschwindigkeit entgegen gerichtet. Der horizontale Kraftstoß Sx ist entsprechend negativ und bewirkt Geschw.minderung.

- In vertikaler Richtung wirken nur positive Stützkräfte somit sind vertikale Geschw.änderungen auch positiv.

 

--> Beim Anlauf wird Körper beschleunigt = hohe Anfangsgeschw. 

--> Stüzphase dient dazu, Geschw. in Abflugrichtung umzulenken

 

Abfluggeschwindigkeit = Anlaufgeschwindigkeit + Geschwindigkeitsänderung bei Absprung

Welche Unterschiede gibt es in der Absprunggestaltung zwischen Weitsprung, Dreisprung und Hochsprung?

Weit: 

- max. Anlaufgeschw. 

- Umlenken der Anlaufgeschw. für max. Abfluggeschw.

 

Drei: 

- geringer Stemmeinsatz

- möglichst horizontaler Geschw.verlust

- flache Flugkurve

 

Hoch: 

- ausgeprägte Stemmphase (Verlust Horizontalgeschw.)

- Horizontal in Vertikalgeschw. möglichst komplett umgelenkt

Nenne und gewichte die Einflussfaktoren auf die Flugweite beim Weitsprung. 

In welchem Bereich liegen typische Absprungwinkel?

Einflussfaktoren: 

- Abfluggeschw. 

- Abflugwinkel

- Abflughöhe

- Landeversatz

- Überhang

 

-> Das Zusammenspiel von Abfluggesch. und Abflugwinkel ist für eine möglichst große Weite von entscheidender Bedeutung

 

-> Theoretisch beträgt optimaler Abfluwinkel 45°. In Realität aufgrund von Abflughhöhe jedoch wischen 15-18°. 

Skizziere typische Verläufe der Bodenreaktionskräfte FX(t) und FZ(t) beim Weitsprung (Absprung) mit ihren relevanten Charakteristiken! Bezeichne die Gewichtskraftlinie und markiere die Zeitpunkte der Bewegungsumkehr in FZ(t) und der Beschleunigungsumkehr in FX(t)! Skizziere zu den bestehenden Messkurven jeweils eine weitere
Kurve (andere Farbe), die sich ergeben würde, wenn der Springer beim Absprung mehr stemmt! Welche Konsequenzen hätte das für die Abflugparameter (verglichen mit einem Sprung ohne besonderes Stemmen)!
 

Konsequenzen für die Abflugparameter bei mehr Stemmeinsatz: 

 

horizontal: (blau)

- größere negative Fläche

- damit insgesamt größerer negativer Kraftstoß

- größerer Verust an Horizontalergeschw.

 

vertikal: (rot)

- man braucht mehr Kraft um das Absenken zu bremsen

- nach der Bewegungsumkehr sollte die Fläche möglichst groß sein

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Gegben sind die Verläufe der Bodenreaktionskräfte beim Weitsprung! 

-> Siehe Frage 24 im Katalog, Seite 32

Wie wird ein Kraft-Richtungs-Diagramm erstellt? Welche Infos liefern die Kraft-Richtungs-Vektoren im Zusammenhang mit der jeweils aktuellen KSP-Position des Springers?

- Die Messwerte aus der horizontalen und evrtikalen Bodenraktionskraft zu verschiedenen Zeitpunkten werden in ein neues Diagramm übertragen. Die resultierenden Kraftvektoren werden gebildet. 

 

-> werden vorallem für vergleichende Betrachtungen verwendet (vor und nach spezif. Training)

--> gewinnt Eindruck der auf den Springer in vers. Phasen wirkenden Kräfte bei Brettkontakt

2D-Videoanalyse:

1. Auf welche Art von Bewegungen beschränkt sich die 2DVideoanalyse?

2. Beschreibe den Messablauf (Kriterien für Kameraaufstellung, Präparation, Was wird aufgezeichnet?)!

3. Welche Primärinformationen können den Videodaten (Videoband oder Videodatei) entnommen werden?
 

1. Die 2D-Videoanalyse beschränkt sich auf Bewegungen, die hauptsächlich in einer Ebene ablaufen.

 

2. 

- Aufnahme senkrecht zur Bewegungsebene

- feststehende Kamera

- Maßstabaufnahe zu Beginn (kein Zoomen o.ä.)

- Markieren der interessierenden Punkte am SPortler (Gelenk)

 

3. Primärinformationen:

- Bildkoordination (x-y-Koordinaten)

- Zeit zwischen zwei Bildaufnahmen anhand der Frequnzen

- Relation zwischen Bild und Originalabmessung

 

-> Sekundär:

- Geschwindigkeit/Geschwindigkeitsverläufe

- Winkel

- Grafische Bewegungsdarstellung

Gegeben sind die Original-Koordinaten des KSP in zwei aufeinanderfolgenden Videobildphasen eines handelsüblichen Videosystems beim Absprung zum Weitsprung: (x1, z1) und (x2, z2).

1. Skizziere die Situation in ein z(x)-Diagramm mit Andeutung der KSP-Bahn in der Stützphase!

2. Zeige mit Formeln, wie die Wegstrecke zwischen beiden Punkten, die Geschwindigkeitskomponenten, die resultierende Geschwindigkeit und der Abflugwinkel aus den beiden Koordinatenpunkten berechnet werden können?
 

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Nenne die Hauptgründe für die rasante Entwicklung der Hochsprungweltrekord von den 1900 bis heute!

Beschreibe die Technik-Entwicklung im Hochsprung von den Anfängen dieser Disziplin bis heute und bewerte die Effizienz der (5) verschiedenen Techniken!
 

- Entwicklung der Sprungtechnik (Keine Gedanken über Landung machen, diese ist heute viel leichter)

- Entwicklung des Trainingmaterials (Tartan-Beläge, Spikes)

- Entwicklung der Traininsmethoden und -analysen (Sprungkraft deutlich zugenommen)

 

-> Früher vorwiegend Staddler-Springer, wurde seit 1968 fast ausschließlich auf Flop umgestiegen. 

Zusätzlich gibt es Hay-Technik, diese ist zwar am effektivsten um maximale Körperüberhöhung zu erzielen, ist aber in Absrunggestaltung weniger effektiv.

 

Effizenz siehe KSP Unterschiede!!!

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Wie funktioniert die Hay-Technik? Vor und Nachteil. 

-> Gerader Anlauf statt Kruvenlauf, Rolle vorwärts über Latte, Absprung relativ weit weg von Latte um in Rotation, also Vorwärtsrolle zu kommen, KSP Höhe deutlich geringer

 

Vorteile: 

- maximale Körperüberhöhung in dieser Position möglich

 

Nachteile:

- geradliniger Anlauf (statt bogenförmiger beim Flop)

- Körper kann nicht maximal in vertikale Richtung beschleunigt werden

- ! Großteil der Absprungenergie muss in Vorwärtsrotation umgesetzt werden (Pepp nach oben geht verloren)

Vergleiche und bewerte Wälzer (Straddle) und Flop aus biomechanischer Sicht!
Betrachte dabei Anlauf (2), Absprung (Stützphase, 4) und Lattenüberquerung (1) separat. (Achtung: biomechanischer Vergleich, keine Bewegungsbeschreibung!)
 

Wälzer:

1. Anlauf: 
- geradlinig on Sprungbeinseite aus

- großer Angriffswinkel (45°), Köperrücklage

- niedrige Anlaufgeschw.

2. Absprung

- mit lattennahmen Bein

- hohe Stemmwirkung -> großer Verlust an horizontaler Geschw.

- größerer Beschleunigungsweg

- gestrecktes Sprungbein -> KSP höher als bei Flop

3. Lattenüberquerung

- frei von Drehimpulsen

- Rotation durch geeignete Folge von Teilkörperbewegungen

 

Flop:

1. Anlauf

- bögenförmig von Schwungbeinseite aus

- höhere Anlaufgeschw.

2. Absprung

- mit lattenfernem Bein

- KSP wird abgesenkt durch Kurveninnenlage

- KSP-Umkehrpunkt weniger tief 

- Drehimpuls

- gebeugtes Schungbein

3. Lattenüberquerung

- Vertstärkung Drehimpuls durch diagonalen Schwungbeineinsatz

- Rotation um Breitenachse

 

 

Beschreibe den Energiefluss in den vers. Phasen eines Stabhochsprunges.  (Anlauf, Absprung, Lattenüberquerung). 

Betrachte bei der Energiebilanz auch die Rotationsenergie.

- Während des Anlaufs generiert der Springer kinetische Energie

- kinetische Energie aus Anlauf wird in Form von potentieller Energie in Stabbiegung gespeichert

- durch Stabstrreckung wird die Energie wieder auf den Springer übertragen -> potentielle E aus Stab nimmt ab und kinetische E des Spriners nimmt zu

- Rotationsenergie wird beim Einstich-Absurng-Übergang aus kinetischer E auf Springer übertragen

 

-> KSP weit außerhalb des Körpers

Kapitel 4: Leichtathletik: Wurfdisziplinen

Goooo

Leite die Wurfparabel z(x) für den schrägen Wurf mit den Anfangsbedingungen z0=0 und x0=0 her (mit Skizze der Anfangsbedingungen und Flugbahn)!

 

Gehe dabei von den in horizontaler und vertikaler Richtung wirkenden Beschleunigungen aus!


(Hinweis: Leite zunächst die Geschwindigkeiten und die Orts-Zeit-Verläufe für die x und z-Komponenten getrennt her!)
 

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Eine Kugelstoß-Kugel wird vom Boden mit einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit abgeschossen und landet wieder auf dem Boden.

Skizziere die Bahnkurve für einen zu flachen, einen optimalen und einen zu hohen Abflugwinkel (jeweils gleiche Abfluggeschwindigkeit)!

 

Wo liegt der optimale Abflugwinkel?
 

Der theoretische Optimalwinkel für einen schrägen Wurf liegt bei 45°. Aufgrund der gegebenen Anfangshöhe eines Kugelstoßers (ca. 2 Meter) liegt der optimale Abwurfwinkel bei ca. 40-41°. 

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Erläutere, warum der optimale Abflugwinkel beim Kugelstoßen individuell vom Kugelstoßer abhängt!

 

Warum kann es in Einzelfällen beim Kugelstoßen sinnvoll sein, nicht zwingend den für die gegebenen Abflugwerte aus physikalischer Sicht optimalen
Abflugwinkel anzusteuern?
 

Der optimale Abflugwinkel hängt von der Abfluggeschwindigkeit und der Abfloghöhe ab. Für jeden Kugelstoßer lässt sich somit ein theoretischer Optimalwert berechnen. Allerdings kann dieser in der Praxis im Sinne einer höheren Abfluggeschwindigkeit um bis zu 5° abweichen. 

 

1. Abflughöhe
2. je größer Vab, desto größer kann alpha sein

3. Optimierung des Verhältnis Vab zu alpha

Vergleiche die Drehstoßtechnik und die O’Brian-Technik aus biomechanischer und motorischer Sicht!

 

Bei beiden Techniken werden unterschiedliche Strategien für das Erreichen einer hohen Abstoßgeschwindigkeit verfolgt. Erläutere diese jeweils!
 

O'Brien Technik:

- erzielen hoher Horizontalgeschw. durch Angleitbewegung

- kontinuierlicher Bewegungstrend

- Verwringung zwischen Schulter- und Hüftachse -> Torsionsspannung

- sukzessive Teilkörperbeschl. von Knie, Hüfte, Schulter, Ellenbogen, Hand -> hohe Bogenspannung
- Prinzip der Summation von Teilimpulsen

 

Drehstoßtechnik: 

- langer Beschleunigungsweg
- kein kontinuierlicher Geschw.zuwachs
- Erzielen einer max. Rotationsgeschw. -> hohe Tangentialgeschw. der Kugel

- höherer Lernaufwand
- Transfer von elastischer in kinetische Rotatsionsenergie durch Torsionsspannung

Welche Kräfte wirken während des Fluges auf diverse Wurfgeräte (4)?

Nenne jeweils Wurfdisziplin, Ursache und Wirkungsrichtung! Wovon hängt die Kraftwirkung jeweils ab?
 

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Erläutere die Strategie des Hammerwerfers zum Maximieren der Abfluggeschwindigkeit:

Beschreibe die physikalischen Zusammenhänge vom Drehantrieb bis zur Abfluggeschwindigkeit lückenlos mit Formeln:

Wie erfolgt der Antrieb beim Hammerwurf?

Wie entsteht die Drehgeschwindigkeit und wie kommt letztendlich die Abfluggeschwindigkeit (Bahngeschwindigkeit) des Hammerkopfes zustande?

Wodurch wird die Geschwindigkeit des Hammerkopfes limitiert (mit Begründung)?
 

Generell gilt für Schleuderwürfe: das Wurfgerät wird auf einer Kreisbahn mit reltiv großem Radius durch einwirkende Drehmomente beschleunigt und schließlich losgelassen. 

Das rotierende System Werfer-Gerät besitzt ein Massenträgheitsmoment J, das von den n rotierenden Teilmassen m abhängt. 

 

Drehmoment: M = F*r

Integral Mdt = Dreieck L

L = J * w

Massenträgheitsmoment: J = Summe m * r^2

Bahngeschw: Vab = r * w

Fliehkraft: Fz = m * w^2 * r = m * v^2/r

 

1. Durch das Erzielen hoher Drehmomente über einen (optinal lange) Zeitraum, damit das Integral D des Drehmomentstoßes möglich groß wird. 

 

2. Druch das Drehen des Wurfgeräts um eine Rotationsachse entsteht die Drehgeschw. 

 

3. Die Abfluggeschw. entspricht der Bahngeschw. zum Zeitpunkt des Loslassens. 

 

Limitierung durch: 

- vorgeschriebene Hammerdrahtlänge
- Konstitution des Werfers
- Anschub des Druckbeins

 

--> Durch andrehen, wird sukzessiv durch 1., 2., 3., 4., Drehung Drehmoment hinzugefügt. Somit wird auch die Dreh- und Bahngeschw. immer größer. 

 

Erläutere, wie beim Speerwurf der Flug des Speeres durch dessen spezielle Eigenschaften beeinflusst wird!

Welche Kräfte bzw. Drehmomente wirken (Skizze)?
 

Beim Speer ist der Mittelpunkt der Anströmflache (Druckzentrum) nicht mit dem Massenschwerpunkt identisch. 

Dadurch entstehen Kippmomente, die sich mit steigendem Angriffswinkel erhöhen. 

 

Schwerpunkt:

- Gewichtskraft. Wirkt senkrecht nach unten. 

 

Druckzentrum: 

- Luftwiderstand Drag. Wirkt in Richtung des Luftstroms
- Auftriebskraft Lift. Wirkt senkrecht nach oben

 

M = F Drag * r senkrecht

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Wie kann die Abfluggeschw. V0 beim Speerwurf bestimmt werden?

Erläutere und bewerte 3 gängige Messverfahren!

1. Videoanalyse 

x1 ------ x2 
S - Berechnung durch Satz des Pytagoras: Wurzel von x^2+y2^2+z^2 
Vab = s/t 

--> liefert exate Ergebnisse, liefert auch Daten zur Technikanalyse, Daten erst nach Auswertung am PC, aufwendig und teuer, nur bei Profisport oder in der Wissenschaft

 

2. Beschleunigungssensor:

Entweder im oder am Speer (durch Abriss-Kabel-Verbindung an Wicklung)

V = Integral adt + vabwurf

--> sicheres Verfahren, sofortiges Ergebnis am PC, keine Winkelinformationen, keine räumliche Zuorndung der Querkräfte, sehr schnell

 

3. Lichtschrankentore

Aufstellen von zwei Toren

alpha = Arctan (s/t)
v0 = s/t

s = Wurzel x2+z2

--> windanfällig, relativ aufwändig, misst Zeit, Strecke, Winkel und Geschwindigkeit ausrechenbar

 

4. Fächerlichtschranke

mit Reflektor am Speer, Lichtsrahl wird zurückgesendet

- schnelle und gute Ergenisse

- wenig Aufwand

- Messwinkel muss stimmen

Nenne die wichtigsten Kriterien (4) für die Bewertung der Hauptbeschleunigungsphase beim Speerwurf!
 

1. Maximierung der Abfluggeschwindigkeit

2. Optimale Abflug- und Anstellwinkel

3. Verzögerung der Hauptbeschl.phase

4. Optimale Abwurfpositio möglichst nahe an Linie

Wie kann der axiale Beschleunigungs-Zeit-Verlauf in der finalen Beschleunigungsphase beim Speerwerfen gemessen werden?

Skizziere einen typischen a(t)-Verlauf!
Wie wird aus dem Messergebnis a(t) die Abwurfgeschwindigkeit berechnet?

Welche Zusatzinformation wird benötigt?

Woher kann man diese bekommen?
 

Der Beschleunigungsverlauf kann mit Hilfe eines Beschelunigungsensors berechnet werden. Die Abfluggeschw. Vab ergibt sich aus: 

 

Vab = Integral adt + v0

 

wobei v0 die Anlaufgeschwindigkeit bezeichnet. 

Dies kann mit Hilfe von LAVEG auf Basis der Lichtlaufzeit gemessen werden. 

Welche Informationen liefert der Beschleunigungs-Verlauf beim Speerwurf über die technische Qualität der Abwurfphase? Skizziere die Beschleunigungs-Zeit-Verläufe für einen Anfänger und einen Spitzenwerfer (mit Zeitmarke beim Setzen des Stemmbeins)! Achte darauf, dass die Unterschiede im Geschwindigkeitszuwachs und in der Bewegungstechnik in den beiden Kurven deutlich zum Ausdruck kommen. 
 

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Kapitel 2: Leichtathletik: Laufen / Gehe / Sprint / Hürden

go go go go gooooo

Kapitel 5: Akrobatische Sportarten

lets do this

Berechne den Körperschwerpunkt (analytische Methode) bzw. das Massenträgheitsmoment für einen gegebenen Körper (mit 3-6 Gliedern, siehe Skript: Übung 5.1)!
 

Man liest die Koordinate der obigen Teilkörper ab und berechnet die x- und y.Koordinate des Schwerpunktes.

 

xKSP = Summe xi * delta Gi

 

yKSP = Summe yi * delta Gi

 

-> Tipp für Klausur: am besten in Tabellenform anlegen (delta, x, y, xdeltaG, ydeltaG)

Satz von Steiner. 

Für genauere Betrachtung müssen Massenträgheitsmomente der Teilkörper bei der Rotation um den heweiligen Teilkörperschwerpunkt berücksichtigt werden, auch wenn sie betragsmäßig oft klein ausfallen. 

 

Jges = m * r^2 + JKSP

 

--> Bei Drehung um KSP-ferne Drehachsen setzt sich das Gesamtträgheitsmoment aus der Summe des Massenträgheitsmoments bei der Rotation des KSp um die zentrale Drehachse un des Massenträgheitsmoments des Körpers bei der Rotation um seinen KSP zusammen. 

Erläutere den Zsmhang zwischen Winkel, Winkelgeschw., Winkelbeschl. und Drehmoment. Wie klnne diese Größen ineinander überführt werden?

Translation: 

Integral v dt +s0 = s

Integral a dt + v0 = v = ds/dt

                                           a = dv/dt

                                           F = m * a

 

Rotation: 

Integral w dt + Q0 = Q

Integral alpha dt * w0 = w =  dQ / dt 

                                                   aplha = dw / dt

                                                     M = J * alpha

 

-> siehe grafische Überführung

Erläutere lückenlos mit Formeln, wie ein Saltospringer beim Absprung vom Boden seine Drehgeschwindigkeit „erzeugt“!

 

Skizziere eine typische Absprungposition zum Vorwärtssalto mit Bezeichnung von KSP und Kraftrichtungsvektor und zeige, wie dort Drehmomente entstehen!
 

M = J * alpha

M = F * r senkrecht

 

L = J * w

delta L = Integral M dt

 

L = delta L + L0 -> L0 = 0 -> L = delta L

L = J * w -> w = L/J (1/s)

 

--> Das heißt, zur Erzeugung von Drehimpulsen müssen Drehmomente über einen gewissen Zeitraum wirken. Der Drehmomentstoß entspricht der Änderung des Drehimpulses. 

 

Erläutere lückenlos mit Formeln, wie ein Wasserspringer beim 1½-fachen Salto vorwärts die Drehgeschwindigkeit reguliert!

 

Gehe dabei auf den Beginn der Flugphase, den Mittelteil des Fluges und die Eintauchphase ein!

 

Skizziere die Zeit-Verläufe von Drehimpuls, Winkelgeschwindigkeit und Massenträgheitsmoment (schematisch)!
 

Absprung: 

Integral M dt = delta L -> L0 = = -> dleta L = L 

M = J * alpha

L = J * w

-> Drehimpuls ist eie Erhaltungsgröße, d.h. wenn keine äußeren Kräfte wirken, ändert sich nichts! L = konstant

 

Flug:

w steigt

J sinkt

-> Beine anziehen

 

Eintauchen: 

w sinkt

J steigt

-> volle Körperstreckung

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Erläutere (3) Möglichkeiten, mit denen eine Längsachsenrotation (z.B. eine Schraubenbewegung) erzeugt werden kann!
 

1. Asymmetrische Verschiebung von Teilmassen

-> Kippen der Hauptträgheitsachse

 

2. Pseudorotation

-> Verscheibung von Teilmassen

 

3. Beim Absprung zusätzliche Drehmomente generieren

-> Arme rotieren - stoppen - Drehimpuls wird auf Körper übertragen

Wie funktioniert die Katzendrehung?

Welche physikalischen Prinzipien liegen dabei zugrunde? (2)
 

Drehung der Katze im Flug, obwohl Gesamtdrehimpuls während des Flugs immer 0 ist. 

 

L = O = L Unterkörper + L Oberkörper

Lu = -Lo

Ju * wu = -Jo * wo

 

Aber: Ju =/ Jo und wu =/ wo

 

1. Phase: 

Ju*wu hoch = -Jo*wo niedirg

-> viel Drehung und wenig Gegendrehung

 

2. Phase

- Ju*wu niedrig = Jo*wo hoch 

-> wenig Drehung viel Gegendrehung

 

Strategie: Erst den Unterkörper drehen, danach den Oberkörper

Beschreibe den Energiefluss beim Trampolinspringen (mit Formeln)!

Gehe dabei von einem Fall aus der Höhe h0 auf das Trampolin-Tuch aus. 

 

(Hinweis: Betrachte alle Eckpunkte mit Übergängen zwischen kinetischer und potentieller Energie!  Setze die minimale Höhe zum Zeitpunkt der maximalen Tuchauslenkung: hU=0)

 

Wie gelingt es dem Springer, höher als die ursprüngliche Fallhöhe zu springen?

 

Begründe, warum das funktioniert (3)!
 

h0 -> E0 = m * g * h0 = Epot

-> max Lageenergie

 

ht -> Et = m * g * ht + 1/2 * m * v^2 = Epot + Ekin

-> max Bewegungsenergie

 

hu -> Eu = 1/2 * k * ht = EFeder

-> maximale Federenergie

 

Energieerhaltungssatz: 

E ges = konstant

E0 = Et = Eu = Eges

Beschreibe die Energieumwandlung beim Schwingen am Reck! Wie kann der Schwung aus dem Hang in Gang gebracht werden?

 

Erläutere und begründe, wie man zweckmäßig die Schwungamplitude erhöht!
 

1. Schwung aus Hang

Ausgangsposition:

- Hang am Rech

 

Lösungsweg: 

- Kombination von Hüftzug mit unterschwung oder Konterschwünge mit Hüftstreckung im Umkehrpunkt

 

Unterstützung: 

Drehmoment am Griff und Arm-Rumpf-Winkel öffnen

 

2. Schwungamplitude vergößern:

Lösungsweg:

- Verkürzung des Pendels beim Vorschwung mit anschließender Prendelverlagerung im Umkehrpunkt

 

Prinzip: 

- Energiezufuhr durch verrichten von Arbeit

- Hubarbeit erhöht die potentielle Energie im Umkehrpunkt

 

 

 

Beschreibe die „Kippe“ aus dem Hang am Reck (Langhangkippe)! Nenne wesentliche Schlüsselpositionen und Limits für den Erfolg der Kippbewegung!

Welche Alternative gibt es für Anfänger, bei der Kippe schnell erfolgreich in die Stützposition zu gelangen?
 

1. Kippbewegung

- Drehimpuls aus den Beinen

- Arm-Rumpf-Winkel wird geschlossen

 

2. Beine schnell abbremsen

-> Drehimpulsübertragung auf den Körper

 

3. Halt

 

Anfänger: 

- Drehimpulsübertragung schlechter

- Arm-Rumpfwinkel muss explosier geschlossen werden