WP1303 Handstützüberschlag

WP 1303 - Handstütz-/Handstandüberschlag
Kategorie BiomechanikHandstandüberschlag
Autor Ada, Fatih; Mahr-Wunram, Dennis; Syed, Norman
Voraussetzung Grundlagen des Proseminar der Biomechanik
Seminar PS Grundlagen der Biomechanik
Bearbeitungsdauer 45 min.
Präsentationstermin 17.06.2013
Zuletzt geändert am 25.07.2103

1. Einleitung

Handstandüberschlag eine Frage des Muts?
In einem Gymnasium stand das schriftliche Abitur an.
Auf dem Aufgabenblatt im Fach Ethik stand nur eine einzige Frage: „Was ist Mut?“
Einer der Schüler schrieb als Antwort lediglich die drei Worte: „Das ist Mut.“
Er bekam die volle Punktzahl. Das war risikoreich und mutig.

Der Handstandüberschlag ist eine Turnübung im Bereich des Geräteturnens. Diese Turnübung wird über einen Sprungtisch ausgeführt, damit der Turner nach dem Absprung von einem Reuterbrett überhalb des Bodenniveaus einen Handstandüberschlag ausführen kann. Wir wollen im folgenden Text anhand der Biomechanik des Handstandüberschlags erläutern, wie das Wissen über die Biomechanik die Technik und Ausübung einer Turnübung am Sprungtisch vereinfachen und verbessern kann. Wie man schon bei der Sporteignungsprüfung sehen konnte, erfordert ein Sprung über den Sprungtisch Mut. Man kann natürlich auch ohne Vorkenntnisse mit einem höheren Verletzungsrisiko an die Turnübung Handstandüberschlag herangehen, jedoch erleichtert das Wissen über die biomechanischen Grundlagen der Übung, die Übung gewaltig.



verfasst von Fatih Ada, Dennis Mahr-Wunram und Norman Syed


1.1 Einführendes Beispiel

Turnen als sehr technische Sportart bedarf eines exakten Trainings, um komplexe elementare Bewegungen nach strengen Normen zu erlernen. Im Vergleich zum Fußball, wo es egal ist, auf welche Art und Weise das Tor erzielt wird, gilt es für eine gute Kampfrichterbewertung beim Turnen genaue Körperpositionen und Körperachsen einzuhalten. Hier ist der Weg das Ziel. Zu Beginn wird ein Sprungbeispiel gezeigt, wie ein „einfacher“ Handstandüberschlag auszusehen hat.




verfasst von Fatih Ada, Dennis Mahr-Wunram und Norman Syed


2. Vorkenntnisse

Zu Beginn dieses Tutorials wird auf die Vorkenntnissse bzw. Leistungsvoraussetzung eingegangen, die für das Ausführen eines Handstandüberschlages benötigt werden.


verfasst von Dennis Mahr-Wunram


2.1 Geräteturnen

Technische Leistungsvoraussetzung

  • Sprunghocke
  • Handstand


Konditionelle Leistungsvoraussetzung

  • Sprungkraft
  • Stützkraft
  • Rumpfkraft
  • Körpermittelspannung
  • Schulterbeweglichkeit



verfasst von Dennis Mahr-Wunram


2.2 Biomechanik Begriffsbestimmung

Biomechanik

  • „Biomechanik ist die Lehre der Bewegung von Mensch und Tier, sie baut auf den Lehren der Mechanik, der Anatomie und der Physiologie auf. Sie untersucht, unter welchen Bedingungen Bewegungen, die immer dem Einfluss äußerer Kräfte ausgesetzt sind (z. B. der Schwerkraft), bestmöglich ablaufen können“ (Söll, 1975). Ziel biomechanischer Analysen und Untersuchungen ist es, das ökonomischste, rationellste Lösungsverfahren (Technik) zu ermitteln.

Statik

  • Ist die Wirkung von Kräften auf den Körper im Ruhezustand.

Kinematik

  • Sie beschreibt oder stellt Bewegungen dar, ohne sie zu untersuchen (Weg, Zeit, Geschwindigkeit, Beschleunigung).

Dynamik

  • Es wird der Zusammenhang zwischen den Kräften bezüglich Ursache und Wikrung untersucht (Grundbegriffe Masse und Kraft). Die Kräfte, die auf die Bewegungen des menschlichen Körpers Einfluss haben, werden in innere und äußere Kräfte eingeteilt.


Abb. 1 Körperachsen


Meschlicher Körper

  • Körperlängsachse (KLA)
  • Körperbreitenachse (KBA)
  • Körpertiefenachse (KTA)

Körperebenen

  • Frontalebene (Vertikalebene)
  • Sagitalebene (Medianebene) (VE)
  • Transversalebene (Horizontalebene)

Alle Kräfte auf den Körper setzen am Körperschwerpunkt (KSP) an.



verfasst von Dennis Mahr-Wunram


3. Allgemeiner Ablauf

Im folgenden Video zeigen wir euch einen (annähernden) optimalen Handstandüberschlag. Er zeigt die biomechanische Bewegungstruktur, die mit der Theorie (ännähernd) identisch ist und dementsprechend eine hohe Punktzahl bei den Kampfrichtern hervorruft.




verfasst von Fatih Ada


3.1 Bewegungsbeschreibung

Abb. 2: Bewegungsablauf




Der Handstütz-Sprungüberschlag über den Sprungtisch kann sowohl mit dem Minitrampolin, als auch mit dem Sprungbrett als Absprunghilfe geturnt werden. (GK/AKT Gerätturnen TUD, SoSe'13)
„Aus dem Anlauf ein Absprung auf das Sprungbrett mit Rückführen der Arme. Beidbeiniger Absprung und aktives Rück- Hochschwingen der Beine bei geöffneten Arm-Rumpfwinkel bis in den Handstand. Stützaufnahme vor Erreichen der Handstandposition (1. Flugphase) und sofortiger Armabdruck bei gestrecktem Körper und Kopfhaltung im Nacken, Rotation vorwärts um die Körperbreitenachse (2. Flugphase). Vor der Landung, Vornehmen des Kopfes und bei der Landung Abfedern in den Knien und Arme dabei hochhalten.“ (Fakultät für Sport und Sportwissenschaften, 2007, S. 22)


verfasst von Fatih Ada


3.2 Teilabschnitte

Anlauf (1-2)[nicht auf dem Bild]

  • Steigerungslauf auf den Fußballen mit leicht vorgeneigtem Körper.


Einsprung/Aufsprung (3-4)

Abb. 3: Einsprung/Aufsprung
  • Einsprung: Flacher, weiter, einbeiniger abgesprungener Einsprung auf das Sprungbrett, Beine werden geschlossen, Arme parallel genommen.
  • Aufsprung: Mit vorgezogenen Beinen, aufrechtem Oberkörper und völlig gespannten Körper Aufsprung auf das Sprungbrett.
  • Stützrotation: Mit gespanntem Körper und Vorschwingen der Arme rotiert der sich weiter streckende Körper in die Vorlage auf dem Sprungbrett.







Absprung (4-5)

Abb. 4: Absprung
  • Rotationsauslösung an der kurzzeitigen festen Drehachse(DA) (Kontaktpunkt der Füße am Absrpunggerät) durch die exzentrisch wirkende HK/TK (des KSP) an der DA vorbei während der Absprungzeit
  • Translation (Höhengewinn) durch die Wikrung der Absprungkraft auf den KSP
  • Aktio, die Absprungkraft wirkt nach unten
  • Reaktio, die Gegenkraft wirkt nach oben






Erste Flugphase (6-7)

Abb. 5: Erste Flugphase
  • Übergang von kurzzeitiger fester DA zur freien DA
  • Rotation um die KBA, die als freie DA den KSP schneidet
  • Während des Fluges kann die Bahn des KSP und des Drehimpulses nicht verändert werden
  • Abdruckkraft an der kurzzeitig festen DA beim Handstütz (Translation)





Stützphase (8)

Abb. 5.1: Stützphase
  • Der Körper stützt bei ca. 45° (Körperlängsachse zur Senkrechten) gestreckt gegen den Sprungtisch.
  • Stützrotation: Der Körper rotiert in möglichst kurzer Stützdauer zwischen dem Gegenstemmen und Abprellen/ -stoßen um die Handstütz-Kontaktstelle.









Zweite Flugphase (9-10)

Abb. 6: Zweite Flugphase
  • Abdruck mit Steckung aus dem Schultergürtel heraus. Der Körper verlässt (…) mit völlig gestrecktem Körper den Sprungtisch.
  • Beibehaltung der Rotationsgeschwindigkeit
  • Die KSP-Bahn verläuft durch die Wirkung der SK in einer Kurve abwärts
  • Vorspannung der Bein- und Hüftmuskulatur, Arme bleiben in Verlängerung des Rumpfs, Kopf dazwischen, Blick nach vorne gerichtet










Landung (11-12)

Abb. 7: Landung
  • Stützaufnahme und Phase des Auffangens: Die Füße setzen mit den Fußballen zuerst vor dem KSP auf, der Körper wird vom Restrotationsbetrag aufgestellt und wird abgebremst. Die Knie- und Hüftgelenke werden leicht gebeugt, der KSP bleibt über Kniehöhe. Der Oberkörper wird leicht nach vorne geneigt, die Arme sind in Hochhalte
  • Endposition: Aufrichten zum ruhigen Stand.








(vgl. Gerling, 2008, S. 114)




verfasst von Fatih Ada


4. Biomechanik

Geräteturnen ist eine besondere Form der Auseinanderstzung mit äußeren Kräften (Schwerkraft), inneren Kräften (Muskelkraft) und Bewegungsmöglichkeiten an den Geräten (Knirsch, 1983). Die Biomechanik ist die Anwendung der mechanischen Gestze auf lebende Körper oder biologische Systeme (Bessi, 2009). Um ökonomisch turnen zu lernen, ist es nützlich/ notwendig, die einfachen gesetze der Mechanik zu kennen (Knirsch, 1983), und ist für eine technisch- kompositorische Sportart wie Turnen von großer Bedeutung.


verfasst von Norman Syed


4.1 Biomechanische Merkmale

Translation und Rotation

Die gesamte menschliche Bewegung kann man in Translation (= Fortschreitende Bewegung eines Körpers um dieselbe Streckenlänge auf geraden oder gekrümmten Bahnen) und Rotation (= Bewegung um eine Drehachse) unterteilen. Mehr dazu unter den Wikis KIN1 Translation und KIN2 Rotation.

Körperschwerpunkt

Der KSP (Körperschwerpunkt) ist ein fiktiver Punkt, indem die gesamte Masse des Körpers vereinfacht angreift. Er ist der Angriffspunkt der Schwerkraft und aller äußeren Kräfte. Im KSP halten sich die Schwerkraftmomente aller Masseteile die Waage (Bsp.: Dirty Dancing Hebefigur). Der KSP ist kein fester Punkt, er ist abhängig von der Körperposition. Mehr dazu unter dem Wiki DYN5 Mehrkörpersysteme.

Massenträgheitsmoment

Jeder Körper besitzt eine Masse. Die Trägheit eines Körpers/ einer Masse ist die Eigenschaft sich der Wirkung einer Kraft zu wiedersetzen. Das MTM (Massenträgheitsmoment) beträgt `I=1` bei einem gestrecktem Salto um die KBA, wo die Arme neben dem Körper liegen. Wenn man nun in diesem gestreckten Salto die Arme nach oben über den Kopf führt und die DA aufgrund der DA an den Händen ist, steigt das MTM um das 10 fache, wie es auch bei der Ausführung des Handstandüberschlags vorzufinden ist.

Abb. 8: Physikalische Größen in dem Bewegungsablauf



Verwendete Biomechanische Größen

  1. Aktio-Reaktio
  2. Translation-Rotation
  3. Körperschwerpunkt (KSP)
  4. Bewegungsrichtung
  5. Bewegungsenergie (`E_(KIN)`)
  6. Trägheitskraft (TK), Haltekraft (HK)
  7. Körperbreitenachse (KBA)
  8. Drehachsen (DA)
  9. Schwerkraft (SK)
  10. Lageenergie(`E_(POT)`)



verfasst von Norman Syed


4.2 Physikalische Formeln

Anlauf (1-2)

Abb. 9: Anlauf in der Physik
  • Erreichen der optimalen Horizontalgeschwindigkeit
  • `vecv(t)=Deltaa*Deltat+vecv_0` → `vecv_0=0` Einheit `[m/s]`, da der Läufer aus der Ruhe anfängt!


Aufsprung (3-4)

  • Umsetzen der Anlaufgeschwindigkeit zum beidbeinigen Absprung in Federenergie.
    Abb. 10: Aufsprung in der Physik
  • Bewegungsenergie, `E_(kin)=1/2*m*vecv_y^2=E_(Feder)=1/2*D*s^2` Einheit `[J=Nm=(kg*m^2)/(s^2)]`, in Federenergie. `vecv_y` ergibt sich aus der Gleichung, `vecv=sqrt(vecv_x^2+vecv_y^2)` → `vecv_y=sqrt(vecv^2-vecv_x^2)`, welche wir schon im Wiki KIN3 Wurf & Sprung kennengelernt haben.

Absprung (4-5)

  • Rotationsauslösung durch exzentrisch wirkende HK/TK (des KSP)
    Abb. 11: Absprung in der Physik
  • KSP wie im Wiki DYN5 Mehrkörpersysteme → `x_(nKSP)=1/m*sum_(i=1)^(n=14)*m_i*x_i` Einheit `[m]`, die gleiche Formel wird für die y-Koordinaten angewendet! (vgl. Ballreich, 1988, S. 78)
  • Translation (Höhengewinn) durch die Wirkung der Absprungkraft
  • `vecF_(Feder)=vecF_(Absprung) → D*s=m*veca`
  • `D` = Federkonstante mit der Einheit `[N/m]´
  • `s` = Federrauslenkung mit der Einheit `[m]`

Erste und zweite Flugphase (6-10)

  • Rotation um die KBA, die als freie DA den KSP schneidet.
    Abb. 12: Erste und Zweite Flugphase in der Physik
  • Beibehalten der Rotationsgeschwindigkeit, wenn MTM konstant ist!
  • Aus dem Wiki DYN4 Rotation können wir die Berechnung des Drehmoments `vecM=vecF_(Gesamt)*d` und des Massenträgheitsmoments, `I=(sum_(i=1)^(n)*m_i*r_i^2)+m*d^2` Einheit `[kg*m^2]`, zusammenfassen. Das gleiche gilt für die Formeln für den Impuls, die lautet `vecp=m*vecv` Einheit `[N*s=(kg*m)/s]`, und für den Drehimpuls, die lautet, `vecL=I*vec(omega)` Einheit `[(kg*m^2)/s]`. → `M*t=I*veca*t=I*vec(omega)` gilt.
  • `m_i` = Masse eines Körperteils
  • `r_i` = Äußerster Abstand der Körperteils bis zum KSP des Körperteils
  • `d` = Abstand der wirkenden Kraft bis zur DA
    Abb. 13: Landung in der Physik

Landung (11-12)

  • Abbremsen der Lage- und Bewegungsenergie auf 0 m/s durch beugen der Knie- und Hüftgelenke.
  • `Aktio=Reaktio → F_(Landung)=M/d → F_(Landung)=F_(Bodenreaktionskraft)







verfasst von Norman Syed


5. Fazit

Die Kenntnis biomechanischer Gesetzmäßigkeiten des Geräteturnen ist Voraussetzung dafür, schwierige Bewegungsabläufe zu erfassen und zu erläutern, falsche von richtigen Bewegungen besser zu differenzieren und methodisch exaktere Anweisungen beim Erlernen der Übungen zu geben. Dadruch ist die Sportlehrkraft in der Lage, der Schülerin oder dem Schüler schneller und sicherer bestimmte sportmotorische Bewegungsfertigkeiten zu vermitteln, d. h. der Übende erlangt eher ein Erfolgserlebnis, die Freude am Geräteturnen wird geweckt.

Technik und Taktik zu wissen und deren Umsetzung zu erlernen führt dazu, dass man eine Befähigung erlangt. Durch diese kann man Vertrauen in sich selbst aufbauen und den Mut erlangen mit einem kalkulierbaren Risiko etwas Neues zu wagen.


verfasst von Fatih Ada, Dennis Mahr-Wunram und Norman Syed


Fragen

1. Benennen Sie bitte die konditionelle Leistungsvoraussetzungen!

2. Benennen Sie die Teilabschnitte beim Handstandüberschlag am Sprungtisch!

3. Welche Biomechanischen größen wurden dabei verwendet ?

4. Worin unterscheidet sich der Sprung von Fabian Hambüchen zum einführenden Beispiel? Tipp: Beachten Sie dabei die biomechanischen Größen



Literatur

  • Quelle 1: Ballreich, Prof. Dr. R. & Baumann, Prof. Dr. W.(1988). Grundlagen der Biomechanik des Sports. Stuttgart: Enke.
  • Quelle 2: Fakultät für Sport und Sportwissenschaften (2007). Technik und Methodik zu Grundelementen an Geräten. Technische Universität München
  • Quelle 3: Gerling, I. (2009). Basisbuch Gerätturnen. Aachen: Meyer & Meyer.
  • Quelle 4: Gerling, I. E. (2008). Gerätturne für Fortgeschrittene. Sprung-, Hang- und Stützgeräte. Band 2. Aachen: Meyer & Meyer. S.105 ff.
  • Quelle 5: Gerling, I. & Gruhl, M. & Heinlein, F. & Knirsch, K. (1999). Gäreteturnen Bewegungslernen im Gerätturnen.
  • Quelle 6: Knirsch, K. (1983). Lehrbuch des Gerät- und Kunstturnens. Band 1: Technik und Methodik in Theorie und Praxis für Schule und Verein. Böblingen: Central.
  • Quelle 7: Wick, D. (2005). Biomechanische Grundlagen der sportlichen Bewegung. Lehrbuch der Biomechanik. Potsdam: Spitta.
  • Quelle 8: Wiemann, K. & Jöllenbeck, T. (1999). Arbeitsmaterial zur Vorlesung Grundlagen der Bewegungslehre und Biomechanik [elektronische Ressource]. Wuppertal.


Bildquellen

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Körperachsen http://www.sport.uni-frankfurt.de/Personen/Krick/Turnen/FDU_DU_STS/SST_STS/Biomechanik.pdf

Abb. 2: Bewegungsablauf http://www.sport.uni-frankfurt.de/Personen/Krick/Turnen/FDU_DU_STS/SST_STS/Biomechanik.pdf

Abb. 3: Aufsprung http://www.sport.uni-frankfurt.de/Personen/Krick/Turnen/FDU_DU_STS/SST_STS/Biomechanik.pdf

Abb. 4: Absprung http://www.sport.uni-frankfurt.de/Personen/Krick/Turnen/FDU_DU_STS/SST_STS/Biomechanik.pdf

Abb. 5: Erste Flugphase http://www.sport.uni-frankfurt.de/Personen/Krick/Turnen/FDU_DU_STS/SST_STS/Biomechanik.pdf

Abb. 5.1: Stützphase http://www.sport.uni-frankfurt.de/Personen/Krick/Turnen/FDU_DU_STS/SST_STS/Biomechanik.pdf

Abb. 6: Zweite Flugphase http://www.sport.uni-frankfurt.de/Personen/Krick/Turnen/FDU_DU_STS/SST_STS/Biomechanik.pdf

Abb. 7: Landung http://www.sport.uni-frankfurt.de/Personen/Krick/Turnen/FDU_DU_STS/SST_STS/Biomechanik.pdf

Abb. 8: Physikalische Größen in dem Bewegungsablauf http://www.bundesjugendspiele.de/downloads/material/DTB_brosch.pdf

Abb. 9: Anlauf in der Physik http://www.bundesjugendspiele.de/downloads/material/DTB_brosch.pdf

Abb. 10: Ausprung in der Physik http://www.bundesjugendspiele.de/downloads/material/DTB_brosch.pdf

Abb. 11: Absprung in der Physik http://www.bundesjugendspiele.de/downloads/material/DTB_brosch.pdf

Abb. 12: Erste und Zweite Flugphase in der Physik http://www.bundesjugendspiele.de/downloads/material/DTB_brosch.pdf

Abb. 13: Landung in der Physik http://www.bundesjugendspiele.de/downloads/material/DTB_brosch.pdf


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biomechanik/projekte/ss2013/sprungtisch.txt · Zuletzt geändert: 03.11.2013 05:26 von Filip Cengic
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