Gerätegestütztes Kraftraining (Fach) / 3. Kapitel: Biomechanische Grundlagen des Krafttrainings (Lektion)

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Mechanische Belastungen und Kraftfluss; Kraft als physikalische Größe; Drehmoment; Widerstands- und Kraftkurven

Diese Lektion wurde von Gwen erstellt.

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  • Welche verschiedenen mechanischen Belastungsformen wirken im Rahmen eines Krafttrainings auf das Bewegsungssystem ein? Druck-, Zug-, Biege-, Schiebe- bzw. Scher- und Torsionsbelastungen
  • Beschreibe 'actio-reactio-Prinzip'! Eine mechanisch einwirkende Kraft löst stets eine gleich große entgegengerichtete Kraft aus. Wirkt nun eine Kraft auf einen Körper (actio), so muss diese Kraft abgeleitet bzw. weitergeleitet werden, da sich ansonsten der Körper in die Kraftrichtung fortbewegen würde (reactio). Beispiel: Durch den Latzug vertikal wird der Kraftfluss durch den Zug an der Griffstange auf die Hände eingeleitet, über die Arme auf den Schultergürtel weitergeleitet, entlang der BWS und LWS auf das Becken übertragen und zum größten Teil über die Oberschenkel auf die Oberschenkelrollen (Gerätearretierung) abgeleitet. Durch die Arretierung der Oberschenkel entsteht zu der durch Muskelkontraktion ausgelösten Zugkraft an der Stange eine gleich große entgegengerichtete Kraft.
  • Was versteht man unter 'Kraftfluss'? Eine Kraft wird zwischen den Angriffspunkten ('actio-reactio') innerhalb des Körpers übertragen und löst mechanische Belastungen (Druck-, Zug-, Biege-, Scher-, Torsionsbelastung) auf das Bewegungssystem aus; die Kraft fließt durch den Körper. Beispiel: Durch den Latzug vertikal wird der Kraftfluss durch den Zug an der Griffstange auf die Hände eingeleitet, über die Arme auf den Schultergürtel weitergeleitet, entlang der BWS und LWS auf das Becken übertragen und zum größten Teil über die Oberschenkel auf die Oberschenkelrollen (Gerätearretierung) abgeleitet. Durch die Arretierung der Oberschenkel entsteht zu der durch Muskelkontraktion ausgelösten Zugkraft an der Stange eine gleich große entgegengerichtete Kraft.
  • Beschreibe Kraft aus physikalischer Sicht! Kraft (F) ist das Produkt aus Masse (m) und Beschleunigung (a).  F = m * a Ein Newton (N) entspricht der Kraft (F), die erforderlich ist, um einen Körper mit der Masse ein Kilogramm in einer Sekunde auf die Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde zu beschleunigen. Die Kraft ist umso größer, je größer die beschleunigte Masse und je größer die erteilte Beschleunigung ist.
  • Was versteht man unter einem 'äußeren Drehmoment' und wie wird es berechnet? Was für geradlinige Bewegungen (Translation) die Kraft ist, ist für Drehbewegungen (Rotation) das Drehmoment. Ein äußeres Drehmoment entsteht sobald eine Kraft außerhalb des Körperdrehpunktes angreift. Das Drehmoment hat das Bestreben einen Körper zu drehen oder zu biegen, falls dieser fixiert ist. Beispiel: Wippe Das äußere Drehmoment (M) ist das Produkt aus der von Außen wirkenden Gewichtslast (FG) und dem Lastarm (L): M = FG * L          (F = m * a)Die international verwendete Maßeinheit nennt sich Newtonmeter (Nm). Je größer das äußere Drehmoment, umso höher ist die Beanspruchung der Arbeitsmuskulatur.
  • Was versteht man unter einem 'inneren Drehmoment' und wie wird es berechnet? Durch die Zugkraft der Arbeitsmuskulatur und ihren Hebelarm über die Ansatzsehnen auf die involvierten Knochen entsteht das innere Drehmoment. Je größer das innere Drehmoment, umso mehr Kraft kann die Arbeitsmuskulatur entfalten und über die Sehnen auf die involvierten Knochen übertragen. Aus anatomischer Sicht wird die Skelettmuskulatur für die Erzeugung eines möglichst hohen inneren Drehmoments über so genannte Sesambeine unterstützt. Sesambeine sind knöcherne Strukturen, die den Hebelarm der Arbeitsmuskulatur vergrößern. Sesambein-Beispiel ist die Kniescheibe. M = FMuskulatur * H (F = m * a) M = inneres Drehmoment; FMuskulatur = Zugkraft bzw. Kontraktionskraft der Arbeitsmuskulatur; H = Hebelarm Kraftkurven spiegeln den Verlauf der inneren, muskulär erzeugten Drehmomente wider.
  • Was versteht man unter "Widerstandskurve" und wie ist sie charakterisiert? Bei der Ausführung von gerätegestützten Krafttrainingsübungen liegen in der Regel keine konstanten Widerstände vor, denn meistens ändert sich während der Bewegung die Mechanik der einwirkenden Kräfte (variable äußere Drehmomente durch Änderung der Kraftrichtung, Änderung der Lastarme etc.) und somit die Widerstandshöhe. Im Fall einer gelenkwinkelabhängigen Widerstandsänderung spricht man von sogenannten Widerstandskurven. Unter einer Widerstandskurve wird der Verlauf der von außen auf den Körper einwirkenden Kräfte und Drehmomente in Abhängigkeit von der Bewegungsamplitude bzw. von den beteiligten Gelenkwinkeln verstanden. Widerstandskurven sind- ausschließlich abhängig von der Richtung und der Art des Widerstands- für jede Bewegung in breitem Umfang variierbar
  • Was versteht man unter "Kraftkurve" und wie ist sie charakterisiert? Die individuelle Kraftfähigkeit hängt von inneren mechanischen Faktoren ab: von der aktuellen Zugrichtung der beteiligten Muskeln und Gelenkstellung. Diese Einflussfaktoren ändern sich während der Bewegung. In diesem Fall spricht man von einer bewegungstypischen Kraftkurve. Kraftkurve ist die für eine Körperbewegung (ein- und mehrgelenkig) zu erbringende Summe aller muskulär erzeugten Drehmomente in Abhängigkeit von der Bewegungsamplitude und dem Gelenkwinkel. Kraftkurven- sind bewegungsspezifisch- hängen in geringem Umfang von der Bewegungsgeschwindigkeit ab- weisen von Mensch zu Mensch nur geringe Unterschiede auf
  • Widerstandskurve vs. Kraftkurve - Definiere! Unter einer Widerstandskurve wird der Verlauf der von außen auf den Körper einwirkenden Kräfte und Drehmomente in Abhängigkeit von der Bewegungsamplitude bzw. von den beteiligten Gelenkwinkeln verstanden. Widerstandskurven sind- ausschließlich abhängig von der Richtung und der Art des Widerstands- für jede Bewegung in breitem Umfang variierbar Einflussgrößen auf die Widerstandskurven sind- die Gewichtslast sowie deren Wirkungsrichtung- der Lastarm Kraftkurve ist die für eine Körperbewegung (ein- und mehrgelenkig) zu erbringende Summe aller muskulär erzeugten Drehmomente in Abhängigkeit von der Bewegungsamplitude und dem Gelenkwinkel. Kraftkurven- sind bewegungsspezifisch- hängen in geringem Umfang von der Bewegungsgeschwindigkeit ab- weisen von Mensch zu Mensch nur geringe Unterschiede auf Einflussgrößen auf die Kraftkurven sind z. B.- der Überlappungsgrad zwischen Aktin- und Myosinfilamenten in der Muskelzelle sowie- die Hebelmöglichkeiten der Skelettmuskulatur