WP1203 Kugelstoßen


Modul-Infos

Projekt Kugelstoßen WP1203 - Kugelstoßen
Namen Christoph Kmiecik , Julian Benz, Giuliano De Meo
Veranstaltung PS Grundlagen der Biomechanik
Semester SoSe 2012
Voraussetzung VL BWS
Bearbeitungsdauer 60 Minuten
Zitationsrichtlinien nicht vollständig

Einleitung (Giuliano)

Zuerst ein einführendes Beispiel:


Kugelstoßen ist eine leichtathletische Wurfdisziplin bei der eine Metallkugel durch Teilimpulse und Strecken des Arms möglichst weit gestoßen wird. Der Stoßer hat zum Schwungholen einen Kreis mit einem Durchmesser von 2,13 Metern (7 englische Fuß) zur Verfügung. Diesen darf der Stoßer nicht nach vorn verlassen. Auch nicht wenn die Kugel schon aufgeschlagen ist, sonst ist der Wurf ungültig.
Hier im Video zu sehen ist die O'Brien-Technik, diese werden wir in diesem Wiki genauer behandeln als die Drehstoß-, die Wechselschritt- und die Catwheel-Technik, die allerdings auch angesprochen werden.


Bewegungsanalyse

Phasenstruktur (Christoph)

Abb. 1: Phasenstruktur der O'Brien Kugelstoßtechnik

Vorbereitungsphase
1. Auftaktphase (1-4)
In der Ausgangsstellung steht der Athlet in einer aufrechten Körperhaltung am hinteren Kreisrand (etwa. drei Schrittlängen zur Stoßrichtung entfernt). Dabei steht der Stoßer mit dem Rücken zur Stoßrichtung und in hüftbreiter Fußstellung. Die Kugel ruht auf den Fingern der Stoßhand, bei der der kleine Finger und der Daumen abgespreizt sind. Anschließend wird die Kugel in die Schlüsselbeingrube rechts vom Kinn an den Hals gelegt. Der Ellenbogen liegt hierbei unter, hinter der Kugel und zeigt etwa 45° vom Oberkörper weg. Für Leistungssportler: Um eine höhere Fingermuskelkraft zu erreichen, sollte die Kugel in die obere Hälfte der drei mittleren Finger gelegt werden. Die Auftaktbewegung schließt direkt an die Ausgangsstellung an und bietet verschieden Variationen. Die Nutzung eines extrem hohen Schwungbeineinsatzes, eines geringen Schwungbeineinsatzes oder man verzichtet ganz auf das Schwungbein. Für Anfänger empfiehlt es sich die Nutzung eines sehr geringen Schwungbeines zu verwenden, da das Risiko eines Gleichgewichtsverlustes zu groß ist beim Übergang in die Startposition. Jetzt wird der der Oberkörper bei waagerecht gehaltener Schulterachse nach vorn gebeugt. Parallel zu dieser Beugung erfolgt die Beugung des Knie- und Hüftgelenks des Standbeins in Verbindung mit einem leichten Rückschwung des linken Beines. Der Athlet steht nun in einer Kauerstellung, bei der das linke Bein in Richtung des Standbeins herangeführt wird. Der Blick des Athleten ist dabei schräg nach hinten/unten gerichtet und sein linker Arm zeigt entgegen der Stoßrichtung. Am Ende der Auftaktbewegung erreicht der Athlet die Startposition, bei der die Kugel die tiefste Lage der gesamten Bewegung einnimmt. Die optimalen Winkel zwischen Oberkörper und Oberschenkel betragen < 50° und im Kniegelenk des Standbeins sind es ca. 100°.

2. Startphase (4-6)
Hier wird die Beschleunigung des Stoßers und der Kugel eingeleitet. Durch die Streckbewegung des Standbeines und den Einsatz des Schwungbeines wird das gesamte System auf bis zu 20% der Endgeschwindigkeit der Kugel beschleunigt. Aus der Startposition erfolgt der Einsatz des Schwungbeins durch die aktive Streckung des Kniegelenks. Dabei wird das Schwungbein flach über dem Boden in Richtung des Stoßbalkens geführt. Flach in Stoßrichtung erfolgt auch die Streckbewegung des rechten Beines, um den Körperschwerpunkt möglichst niedrig zu halten. Die Oberkörperhaltung bleibt in der gesamten Phase unverändert, sie wird nur geringfügig angehoben, um den Lauf der Kugelbewegung zu erhöhen.

3. Angleitphase (7-10)
In der Angleitphase bewegen sich Kugel und Athlet ohne Bodenkontakt, was zur Folge hat das keine positive Beschleunig auf die Kugel einwirken kann. Deshalb sollte diese Phase möglichst kurz gehalten werden, damit wieder eine aktive Beschleunigung auf das Gesamtsystem einwirken kann. Um die Angleitphase möglichst optimal zu gestalten, sollte die Bewegung möglichst schnell und flach ablaufen. Das Schwungbein wird rasch in Richtung Balken gestoßen. Um zusätzlich die Vorspannung des Körpers abzusichern, bei der die Kugel durch die Beine überholt wird und eine Verdrehung von Schulter- und Hüftachse erfolgt, folgt nach dem flachen rechten Beinabdruck ein schnelles Einbeugen des rechten Kniegelenkes. Das Nachvorndrehen des Schwungbeines und der rechten Hüftseite erfolgt hierbei zeitgleich. Das Einbeugen des rechten Kniegelenks leitet die aktive Zubodenführung des Gleitbeines ein. Durch die verschobene Bein- und Hüftdrehung wird auch wieder der Oberkörperangehoben wodurch sich die Flugbahn der Kugel weiter anhebt. Bei der Drehbewegung der Hüftachse wird die Schulterachse weitgehend zurück gelassen und die Körperverdrehung weiter aufgebaut. Zu beachten ist wieder, dass der Oberkörper nicht zu weit aufgerichtet wird und die Kugel entgegengesetzt der Stoßrichtung zeigt, um in der Abstoßphase einen möglichst langen Beschleunigungsweg zu haben.

4. Übergangsphase (11-14)
Die Übergangsphase verbindet die Angleitphase mit der Abstoßphase, um die Abstoßbewegung effektiv zu bewältigen. Sie dient zur Koordinierung beider Phasen. Mit dem Aufsetzen des rechten Beines am Ende der Angleitsphase, erfolgt der Übergang in die Übergangsphase. Es erfolgt die Energiegewinnung durch das Abbremsen des rechten Beins (Bremskraftstoß). Um die Phase möglichst effektiv weiterzuführen, sollte der rechte Kniewinkel, beim Bodenkontakt > 120° sein. Zusätzlich sollte die Fußspitze des rechten Fußes um 120° entgegen der Stoßrichtung positioniert werden. Nachdem folgt unmittelbar die 2. positive Beschleunigungsphase der Kugel. Die Übergangsgeschwindigkeit zur 2. positiven Beschleunigung, der Streckbewegung, wird durch die zuvor erreichte Bewegungsgeschwindigkeit des Athleten und seiner Größe beeinflusst. Das Aufsätzen des rechten und des linken Beines sollten zeitlich möglichst kurz gehalten werden, damit die Übergangsphase optimal verläuft. Das linke Bein wird mit der Fußspitze ca. 10 cm nach hinten versetzt vor dem Stoßbalken aufgesetzt. Die Fußinnenseite sollte möglichst in Richtung des Stoßbalkens positioniert werden. Während der rechte Fuß aufsetzt, befindet sich die Schulterachse in einer rechtwinkligen Position zur Stoßrichtung. Die Hüftquerachse ist während dieser Bewegung noch immer verdreht. Die Verdrehung wird während der gesamten Phase aufrechterhalten und leicht verstärkt. Auch beim Aufsetzen des linken Beins, sollte die rechte Schulter und die Kugel weitestgehend über dem rechten Bein positioniert sein. Die Kugel wird während dieser Teilphase zurückgehalten, damit möglichst wenig Weg zurückgelegt wird. Um das zu erreichen, wird die Oberkörperposition beibehalten.

Hauptphase
5. Abstoßphase (15-16)
In der Abstoßphase wird an die 2. Phase der positiven Beschleunigung angeknüpft. Die Beschleunigung findet hier eine letzte Ergänzung und ihren Abschluss. Das gerät erfährt hier die restlichen 80% seiner Beschleunigung. Durch das Aufsetzen des linken Beines befindet sich der Athlet in der Stoßauslage. Direkt nach dem Aufsetzen folgt die explosionsartige Schwenk- und Streckbewegung. Sie richtet sich gegen und um die linke Körperseite. Während dieser Bewegung werden der rechte Fuß, gefolgt vom Knie und die rechte Hüftseite in Stoßrichtung gedreht. Die Drehung erfolgt soweit, bis die Hüftquerachse rechtwinklig zur Stoßrichtung steht. Die aktive Oberkörperaufrichtung erfolgt zeitgleich zu diesem Vorgang. Um die Impulsübertragung auf den Oberkörper optimal zu gestalten, sollte die Bremsbewegung des linken Beines größtmöglich sein. Der Ellbogen wird während dieser Phase aktiv nach vorn bewegt und befindet sich in Stoßrichtung hinter der Kugel. Eine Stoßarmhebung trägt zusätzlich zu einer Verbesserung der Stoßbereitschaft bei. Der linke Arm unterstützt die Bewegung der Schulterdrehung, indem er eine schwungvolle Bewegung links der Körperachse vornimmt. Die Schulterdrehung erfährt erst eine negative Beschleunigung, wenn Schulter- und Hüftachse parallel und rechtwinklig zur Stoßrichtung stehen. In diesem Zeitraum wird die Kugel vom Hals gelöst Anschließend erfolgt die Streckung und Beschleunigung des Stoßarmes und der Hand mit anschließendem Abstoß. Der gesamte Körper ist beim Abstoß gestreckt. Außerdem gibt es die Möglichkeit des sprunghaften Lösen des hinteren bzw. beider Beine. Für eine optimale Stoßweite beträgt der Abstoßwinkel 45°.

Endphase
6. Abfangphase (17)
Ein Umspringen beim Abfangen des Stoßes ist nur dann notwendig, wenn bei der gesamten Körperstreckung ein Sprungabstoß erfolgte. Um den Schwung des Körpers abzufangen, erfolgt ein Umsprung in Form eines Beinwechsels auf das Standbein.


Biomechanische Prinzipien (Julian)

1. Prinzip der maximalen Anfangskraft

Biomechanisches Prinzip der maximalen Anfangskraft Aufgrund des hohen Fremdgewichts ist es für eine große Weite beim Kugelstoßen wichtig viel Kraft auf das Gesamtsystem Körper/Kugel zu übertragen, um eine größtmögliche Endgeschwindigkeit zu erreichen. Hierzu nimmt der Athlet eine Vordehnung der Muskulatur vor, um die Zugspannung der Muskulatur zu optimieren. Weiter nimmt er eine Verlängerung des Beschleunigungsweges durch eine Ausholbewegung vor, sowie eine Verwringung des Körpers in der Hauptbewegungsphase, um möglichst viel Kraft erzeugen und übertragen zu können

2. Prinzip des optimalen Beschleunigungswegs

Die Entwicklung aller Techniken des Kugelstoßens folgt lediglich dem Ziel den Beschleunigungsweg zu verlängern, um eine höhere Abstoßgeschwindigkeit. Denn je länger der Beschleunigungsweg, desto höher größer ist die Kraftentwicklung und damit auch die Endgeschwindigkeit. Was aus dem zweiten Newton`schen Grundgesetz dv= F*dt/m abgeleitet werden kann. Denn gemäß der Weitenformel: Abb. 2: Weitenformel
(wobei h_0 die Abstoßhöhe und alpha_0 der Abstoßwinkel ist) ist durch die Steigerung der Abstoßgeschwindigkeit (v_0) der größte Weitenzuwachs zu erwarten und somit eine der entscheidenden Faktoren. Abb. 3: Beschleunigungsweg der Kugel

3. Prinzip der Koordination von Teilimpulsen

Um eine maximale Abstoßgeschwindigkeit und somit eine größtmögliche Stoßweite zu sichern ist die richtige bzw. optimale Koordinierung des Einsatzes aller Teilkräfte, sowie die Vergrößerung der muskulären Kraftwirkung durch eine Vordehnung in der Stoßausgangslage mittels Rumpfverwringung Vorraussetzung. Im Bewegungsablauf des Kugelstoßens können somit drei Beschleunigungsetappen abgegrenzt werden:
1. Beschleunigung des Gesamtsystems: Athlet – Gerät Kraft- und Schnellkraftfähigkeit der Beinmuskulatur
2. Beschleunigung des Oberkörpers mit Stoßarm – Gerät Abbremsen der unteren Extremitäten mit Impulsübertragung aus einer kleiner Masse; Aufbau einer Bogenspannung durch aktives Abbremsen der Schulter
3. Beschleunigung der Körperteile, die unmittelbar auf das Gerät einwirken Arm – Hand Kraft- und Schnellkraftfähigkeiten der Armmuskulatur
Besonders wichtig für die Umsetzung des Prinzips ist ein optimaler Übergang oder Koordination der einzelnen Bewegungsphasen und damit der Addition der einzelnen Teilimpulse, mit dem Ziel der maximalen Beschleunigung der Kugel. Kommt es zwischen den Teilimplusen zu Stockungen hat das unmittelbar negative Auswirkungen auf die Beschleunigung der Kugel und sind daher zu vermeiden.

Koordinative Fähigkeiten (Giuliano)

Im folgenden werden die kugelstoßrelevanten koordinativen Fähigkeiten vorgestellt.

Kinästhetische Differenzierungsfähigkeit Die kinästhetische Differenzierungsfähigkeit ist beim Kugelstoßen entscheidend, um einen optimalen Kraftentwicklung und damit eine möglichst hohe Abstoßgeschwindigkeit zu realisieren.
Kopplungsfähigkeit Die Kopplungsfähigkeit ist ist entscheidend für die optimale Übermittlung der einzelnen Teilimpulse zu gewährleisten und somit einen möglichst hohen Abstoßgeschwindigkeit zu erreichen, ohne durch Stockungen einen Geschwindigkeitsverlust hin nehmen zu müssen.
Orientierungsfähigkeit Die Orientierungsfähigkeit ist wichtig , um die Abstoßrichtung ansteuern zu können.
Gleichgewichtsfähigkeit Die Gleichgewichtsfähigkeit wird benötigt, um den variierenden Körperschwerpunkt innerhalb der einzelnen Teilphasen auszubalancieren und einen stabilen Bewegungsfluss zu gewährleisten.



Zusammenfassung (Christoph, Julian, Giuliano)

In diesem Wiki wurde vor allem die O'Brien-Technik, bzw. die Rückenstoßtechnik behandelt. Wie wir beschrieben haben ist die O'Brien-Technik im Hinblick auf die Lösung der Bewegungsaufgabe entwickelt, so erzielt man durch die Anwendung der Rückenstoßtechnik einen deutlich verlängerten Beschleunigungsweg, wodurch eine höhere Endkraft und Endbeschleunigung generiert werden kann. Allerdings wäre es sträflich diese Technik als absolutes Optimum in der Disziplin Kugelstoßen darzustellen. So erfüllt auch die Drehstoßtechnik von Baryschnikow alle Aspekte zur Erreichung des Endziels einer höheren Weite. Beide Techniken haben ihre spezifischen Anforderungen an die Athleten, so sind bei der O'Brien-Technik mehr die konditionellen Fähigkeiten gefordert und bei der Drehstoßtechnik hingegen liegt der Anforderungsschwerpunkt eher auf koordinativen Aspekten. In der Literatur wird angegeben, dass gerade die Drehstoßtechnik vielleicht die Optimalere Variante für weibliche Athleten und, oder für Mehrkampfathleten ist. Eine eindeutige Bevorzugung einer Technik ist nicht zu klären und so sind beide Techniken in der Weltspitze vertreten.


Fragen zur Wiederholung

1. Welche Folgen hat es, wenn die Kugel bei der Angleittechnik, keine geradlinige Beschleunigung erfährt?
2. Welche verschiedenen Phasen beinhaltet die Angleittechnik? Benenne und ekläre sie kurz!
3. Nenne und erkläre die drei Beschleunigungsetappen!


Literatur

http://www.artikelpedia.com/artikel/sport/1/kugelstoen--beegungsanaly64.php
http://www.blv-nachwuchs.ch/service/ws-komplett.PDF
http://www.dr-gumpert.de/html/koordinative_faehigkeiten.html
- Ballreich, R.; Schöllhorn, W. & Menzel H.-J.(1989). Stoß- und Wurfdisziplinen. In: Willimczik, K. (Hrsg.). Biomechanik der Sportarten. Grundlagen, Methoden, Analysen. Reinbek bei Hamburg: Rowohlt
- Wank, V.; Menzel H.-J. & Wagner, H. (2009). Biomechanik sportlicher Bewegungstechniken. Werfen und Stoßen.
In: Gollhofer, A. & Müller E. (Hrsg.). Handbuch Sportbiomechanik. Schorndorf: Hofmann-Verlag
- Wick, D. (2009). Biomechanik im Sport. Lehrbuch der biomechanischen Grundlagen sportlicher Bewegungen. 2. Überarbeitete und erweiterte Auflage. Balingen: Spitta Verlag
Abb 1: http://sport.freepage.de/cgi-bin/feets/freepage_ext/41030x030A/rewrite/lksport/koteil.html
Abb 3: http://sport.freepage.de/cgi-bin/feets/freepage_ext/41030x030A/rewrite/lksport/beschlku.html



Bewertung des Wiki-Moduls

Kategorie Benz de Meo Kmiecik Anmerkungen
Inhalt (max. 10) 6 Pkt 4 Pkt 8 Pkt Einseitige Fokussierung auf o'Brian Technik, Rolle der koordinativen Fähigkeiten erklären, Bezug zu Grundlagen-Wikis herstellen
Form (max. 5) 4 Pkt 4 Pkt 4 Pkt Zitation im Text fehlt, lange Absätze
Bonus (max. 2) 0 Pkt 0 Pkt 0 Pkt
Einzelbewertung 10 Pkt 8 Pkt 12 Pkt 15 Punkte = 100%
Gesamtbewertung 30/45 Punkte = 66,7%
biomechanik/projekte/ss2012/kugelstossen.txt · Zuletzt geändert: 29.11.2014 14:37 von Andre Seyfarth
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