WP1311 Turnen

Turnen WP1311 - Kreuzhang
Veranstaltung PS Biomechanik
Autor Peter Braune, Alena Pritsch, Markus Schenk
Bearbeitungsdauer 50 min.
Präsentationstermin 21.01.2014
Zuletzt geändert 14.01.2014

Einleitung

Abb.1: Friedrich Ludwig Jahn (Engelbach, 2004).

Friedrich Ludwig Jahn (1778-1852), bekannt als „Turnvater Jahn“, gilt als der Begründer der deutschen Turnbewegung. Im Jahr 1811 eröffnete Turnvater Jahn den ersten Turnplatz in Berlin Hasenheide und verbreitete damit die Turnbewegung im ganzen Land.
Heute ist das Turnen ein weit verbreiteter Teilbereich des Sports. Gerätturnen ist das Kernstück des Turnens und auch als olympische Sportart sehr angesehen. Das Ziel ist es, an den Turngeräten wie Reck, Barren, Pauschenpferd, Stufenbarren, Boden, Ringeturnen, Schwebebalken sowie der Sprunggeräte Übungen nach vorgegebenen Kriterien auszuführen. „Durch das Gerätturnen werden vor allem koordinative und konditionelle Fähigkeiten entwickelt, aber auch Mut, Willensqualitäten (Ehrgeiz usw.) und Selbstbeherrschung“ (Turnstange, 2013, Wikipedia: Seite Gerätturnen). „Geräteturnen ist eine besondere Form der Auseinandersetzung mit äußeren Kräften (Schwerkraft), inneren Kräften (Muskelkraft) und Bewegungsmöglichkeiten an den Geräten“ (Knirsch, 1983, zitiert nach Hämel, 2012, S.4).

Was wollen wir mit dem Wiki erreichen?

Wir möchten in diesem Wiki einen Einblick in die Technik und die Biomechanik des Elements Kreuzhang an den Ringen geben. Zu Beginn werden wir das Turngerät und das Material vorstellen. Anhand eines einleitenden Beispiels wird das Element Kreuzhang genau dargestellt. Wichtig ist auch die Erläuterung der mechanischen Prinzipien beim Kreuzhang. Des Weiteren werden wir die Kräfte und die Muskulatur beschreiben, die bei einem Kreuzhang von Bedeutung sind. Eine kleine Praxiserläuterung soll den Studenten veranschaulichen, wie man die wirkenden Kräfte und Muskulatur einsetzen bzw. trainieren kann. Zum Schluss werden wir klären, was mit der Muskulatur während des Kreuzhangs passiert.

Turngerät "Ringe"

Abb.2: Turngerät Ringe (Bildwoerterbuch, o.D).

Das Turngerät Ringe stellt eine der schwierigsten Disziplinen im Bereich Turnen dar. Charakteristisch sind die Schwungübungen sowie die statischen Kraftübungen.
Das Gerät besteht aus einem Gerüst aus Metall. Damit ist es ein sehr stabiles Turngerät. Der Metallrahmen ist 550 cm hoch und mit seitlichen Verspannungen verbunden, die dem sicheren Halt des Gerüstes dienen. An dem Metallrahmen sind zwei Drahtseile im Abstand von 50 cm angebracht, die im letzten Drittel in Gurtbandriemen übergehen. An jedem Ende eines Riemens ist ein Ring befestigt, der einen Abstand von 275 cm zur Landematte hat. Die Ringe sind aus Holz.

Man unterscheidet beim Ringeturnen zwischen Schaukelringen und Standringen.

Schaukelringe

Die Schaukelringe zählen zu den Schwunggeräten. Charakteristisch ist die Schaukelbewegung, bei der der Turner hin und her schwingt, angetrieben durch das Laufen des Turners, wobei pro Schwung jeder Fuß nur einmal die Matte berühren darf. Die Höhe der Ringe ist über eine Kette, die mit dem einen Seilende verbunden ist, verstellbar. So kann der Turner den bestmöglichen Schwung mit den Füßen holen.

Standringe

Die Standringe werden auch als Olympisches Ringeturnen bezeichnet. Der Aufbau der Standringe ist nahezu identisch mit dem Aufbau der Schaukelringe. Ein Unterschied ist die Verstellbarkeit der Ringhöhe. Bei den Standringen sind die Ringe über ein Seil fest mit dem Gerüst verbunden. Somit ist kein Verstellen der Ringhöhe möglich. Ausschlaggebend ist die Kraft des Turners, um dieses Gerät zu meistern. Deshalb können nur sehr trainierte Sportler an den Standringen turnen. Hauptsächlich werden Stütz- und Halteelemente miteinander verbunden, um eine möglichst hohe Schwierigkeit und somit eine hohe Punktwertung zu erlangen. Das Ziel des Turners ist, die Ringe bei einer Kür kaum bis gar nicht zu bewegen, also einen sogenannter Stillstand der Ringe zu erreichen.

verfasst von Alena

Beispiel Kreuzhang

Im Turnen gibt der Code de Pointage die offiziellen Wettkampfvorschriften der Männer vor. 
Der Schwierigkeitswert beginnt beim A-Teil (0.10), dann B-Teil (0.20) usw. bis zum G-Teil (0.70). 
Der Kreuzhang ist ein B-Teil und hat folglich den Schwierigkeitswert von 0.20. Er ist ein Krafthalteelement, das mindestens 2 Sekunden gehalten werden muss. Dabei sollte die optimale Halteposition im Winkel von 90° sein, sodass die Schultern auf Griffhöhe sind. Die Arme sollten dabei gestreckt sein. 
Abweichungen der Halteposition, der zu haltenden Zeit und der Arme werden mit Punktabzügen bestraft.

Ein Übergriff ist eine Griffart, bei der der Turner den Ring quasi übergreift, sodass sich die Armlänge verkürzt. Die Vorteile werden später erläutert. Übergriffe sind für Krafthalte nicht erlaubt.

Abb.3: Übergriff (Schenk, 2014).

Es gibt verschiedene Elementkombinationen in einen Kreuzhang zu gelangen. Jede Kombination ergibt einen anderen Schwierigkeitswert, z.B. eine Felge vorwärts mit gestreckten Armen in den Kreuzhang wäre ein C-Teil. Wir wollen jedoch nicht auf Kombinationsmöglichkeiten eingehen, sondern nur auf den Kreuzhang wie er im Beispiel dargestellt ist:

Abb.4: Beispiel Kreuzhang (Schenk, 2014).

Der Turner hält sich nur mit den Händen an den Ringen fest. Durch den Druck auf die Arme überträgt der Sportler seine Kraft auf die Handfläche und wirkt entgegen der Schwerkraft - er bleibt in der Luft stehen.

Aber wie ist es eigentlich möglich den Körper in dieser Position zu halten? Welche Kraft braucht der Sportler? Hat er Vor- oder Nachteile durch seine Statur? Was passiert mit meiner Muskulatur? Welche Biomechanik steckt dahinter?

verfasst von Markus

Mechanische Prinzipien beim Element Kreuzhang

Alle Bewegungen des menschlichen Körpers unterliegen den Gesetzen der Mechanik. „Der Wissenschaftsbereich, der sich mit den Gesetzmäßigkeiten der Bewegung lebender Körper befasst, heißt Biomechanik“ (Weller, 1981, S. 25).
In diesem Kapitel wollen wir auf die wichtigsten mechanischen Gesetzmäßigkeiten eines Turners eingehen. Nutzt ein Turner die mechanischen Gesetzmäßigkeiten optimal aus und hat dabei die Kenntnis über die zu erlernende Bewegung, so kann er seine Technik verbessern und die Bewegung optimal ausführen. Es ist also von großer Bedeutung, dass dem Turner die mechanischen Gesetzmäßigkeiten bekannt sind und er sich mit diesen auch auseinandersetzt.

Hier ein kleiner Überblick über die mechanischen Prinzipien des Turners beim Element Kreuzhang:

  1. Schwerkraft/Körpergewicht
  2. Körperschwerpunkt
  3. Potentielle und kinetische Energie
  4. Innere und äußere Kräfte (Prinzip der Gegenwirkung)
Schwerkraft/Körpergewicht

Jeder Körper unterliegt der Schwerkraft. Diese zieht den Turner bei der Bewegung immer nach unten, genauer gesagt, vom Massenmittelpunkt oder Körperschwerpunkt senkrecht nach unten. Da die Schwerkraft dem Körpergewicht des Menschen entspricht, kann man den Begriff Körpergewicht verwenden.
Mehr dazu in dem Wiki DYN2 Translation I

Abb.5: Schwerkraft und Körperschwerpunkt (Pritsch, 2014).
Körperschwerpunkt (KSP)

Der Körperschwerpunkt beschreibt den Massenmittelpunkt des menschlichen Körpers. Er ist der Angriffspunkt für alle äußeren Kräfte, somit auch für die Schwerkraft. Beim Menschen gibt es keinen festen Körperschwerpunkt; er kann also variieren, denn er ist abhängig von der Körperposition und der Massenverteilung im Körper. Da sich Turner ständig bewegen, verändert sich die Lage des Körperschwerpunktes auch ständig. Die Abbildung (Abb.6) zeigt einige Körperschwerpunkte des Turners bei unterschiedlichen Bewegungen.
Mehr dazu in dem Wiki DYN5 Mehrkörpersysteme

Abb.6: Lage des Körperschwerpunktes in verschiedenen Haltungen (Weller, 1981, S. 26).
Potentielle und kinetische Energie
Abb.7: Potentielle und kinetische Energie (Weller, 1981, S. 27).

Potentielle Energie, auch Lageenergie genannt, entsteht dann, wenn man einen Körper um eine gewisse Höhe h anhebt. Somit ist die potentielle Energie eines Körpers das Produkt aus Körpergewicht und der Höhe h, um die der Körperschwerpunkt angehoben wird. Je schwerer der Turner ist und je höher er angehoben wird, desto größer ist die potentielle Energie. Er kann nun die so erarbeitete Energie der Lage vollständig in Bewegungsenergie (Kinetische Energie) seines Körpers umwandeln, indem er sich fallen lässt. Die kinetische Energie oder auch Bewegungsenergie ist die Energie, die ein Körper aufgrund seiner Bewegung enthält. Sie ist abhängig von der Masse m und der Geschwindigkeit v des Körpers.
Beim Kreuzhang ist die potentielle Energie durch das Krafthalteelement gegeben. Der Turner hält sich ca. 2-3 sek. auf einer Höhe von 275 cm. Beendet er beispielsweise das Halteelement durch einen Abgang vom Gerät, wandelt er die potentielle Energie in kinetische Energie, also Bewegungsenergie um.

Weitere Informationen dazu in dem Wiki DYN3 Translation II

Innere und äußere Kräfte (Prinzip der Gegenwirkung)

Kräfte dienen der Ausführung von sportlichen Bewegungen aller Art. Sie treten dort auf, wo der Sportler beispielsweise mit einem Sportgerät interagiert.
Die Kräfte, die bei der Ausführung von Bewegungen auf den menschlichen Körper Einfluss haben, werden in innere und äußere Kräfte unterschieden.

Innere Kräfte:
Kräfte, die bei der Wechselwirkung der einzelnen Körperteile im Körper selbst entstehen. Die Lage des Körperschwerpunktes wird dabei nicht beeinflusst.

Äußere Kräfte:
Kräfte, die von außen auf den menschlichen Körper einwirken und in einer Wechselwirkung zwischen dem Körper und seiner Umgebung (bspw. Sportgerät) steht. Die Lage des Körperschwerpunktes kann durch das Einwirken der äußeren Kräfte verändert werden.

In der Tabelle werden einige Beispiele für innere sowie äußere Kräfte dargestellt:

Abb.8: Innere und äußere Kräfte (vgl. Borrmann (1978), S. 60-61).

Die inneren Kräfte stehen mit den äußeren Kräften im Gleichgewicht und treten immer paarweise auf. Somit tritt eine Kraft nie alleine auf. Es muss jeder Kraftwirkung (Aktion) eine entsprechende Gegenwirkung (Reaktion) entgegenstehen. Diese ist eine entgegengesetzt gerichtete, gleich große Kraftwirkung.
Dieses Gesetz wird als 3. Newtonsche Gesetz (lat. „actio est reactio“, dt. „Aktion gleich Reaktion“) bezeichnet und bildet die Grundlage für das Prinzip der Gegenwirkung.
Mehr dazu in dem Wiki DYN5 Mehrkörpersysteme.

Weitere mechanische Prinzipien eines Turners findet ihr in dem Wiki WP1303 Handstützüberschlag

verfasst von Alena

Exkurs

Exemplarische Darstellung der mechanische Prinzipien beim Element Kreuzhang

Mechanische Prinzipien:

  • Schwerkraft (SK)
  • Körperschwerpunkt (KSP)
  • Innere Kräfte (Muskelkraft)
  • Äußere Kräfte (Schwerkraft)
  • Potentielle Energie (Pot.)
  • Kinetische Energie (Kin.)

In den folgenden Bilder kann man noch mal genau sehen, wo diese Prinzipien während des Kreuzhangs auftreten.

Schwerkraft (SK) und Körperschwerpunkt (KSP)
Abb.9: Schwerkraft (SK) und Körperschwerpunkt (KSP) (Schenk, 2014).
Muskelkraft und Gewichtskraft/Schwerkraft
Abb.10: Muskelkraft und Gewichtskraft/Schwerkraft (Schenk, 2014).

Die Muskelkraft wirkt gleichgerichtet mit der Schwerkraft bzw. Gewichtskraft. Dadurch wird der Körper nach oben gedrückt bzw. gehalten. (Nach dem Prinzip der Gegenwirkung)

Potentielle (Pot.) und kinetische (Kin.) Energie
Abb.11: Potentielle (Pot.) und kinetische (Kin.) Energie (Schenk, 2014).

verfasst von Alena

Kräfteberechnung

Während des Kreuzhangs kämpft der Sportler gegen die Schwerkraft (äußere Kraft), indem er Muskelkraft (innere Kräfte) mobilisiert. Die Schwerkraft wirkt auf alle Objekte gleichermaßen. Die Muskelkraft entscheidet schlussendlich, ob der Turner in der Lage ist, den Kreuzhang zu turnen.

Um die Kräfte zu berechnen, müssen wir zunächst den Sportler vermessen. Entscheidend ist die Masse des Körpers und die Armlänge, da die Arme als Verbindung zwischen Ringe und Turner fungieren.

Die Armlänge wird folgendermaßen bestimmt: Messansatz ist die Mitte der Handinnenseite, also die Griff- bzw. Auflagefläche der Hand auf dem Ring bis zum Schultergelenk bzw. Akromion (auch „Gräteneck“ genannt).

Abb.12: Armlänge (Schenk, 2014).

Das Akromion ist ein Knochen, der direkt unter der Haut liegt. Er lässt sich relativ leicht ertasten, da er am obersten Punkt der Schulter sitzt. Führt der Arm eine Abduktion aus, d.h. eine von der Körperachse wegführende Bewegung, entsteht eine Kerbe. Von hier bis zur Mitte der Handinnenseite wird gemessen.

Abb.13: Ansicht von hinten (Schenk, 2014).

Bei unserem Turner haben wir eine Länge von 60cm.

Durch das Greifen der Ringe entfällt das Gewicht der oberen Extremitäten. Der ganze Arm wird praktisch vom Ring getragen. 
Folglich müssen wir das Gewicht der Arme abziehen. Wir verweisen auf das Wikimodul DYN5 Mehrkörpersysteme:

Abb.14: Körpersegmente und ihre Anteile an der Gesamtmasse (vgl. Seyfarth, 2005, S. 62).

Unser Turner wiegt 70Kg, hiervon müssen wir also 2xHand + 2xUnterarm + 2xOberarm abziehen:

$70kg – {((2 * Hand)+(2 * Unterarm)+(2 * Oberarm))}$

$
= 70Kg – {((70Kg * 0.02)+(70Kg * 0.04)+(70Kg * 0.06))}$

$
= 70Kg – (1.4Kg + 2.8Kg + 4.2Kg)$


$= 70Kg – 8.4Kg$

= 61.6Kg müssen noch getragen werden!

Die Gewichtskraft F wird nun aus der Masse m=61.6Kg und der Beschleunigung a (in unserem Fall die Erdbeschleunigung g = 9.81m/s2) errechnet.

$

F = m * a$

$F = 61.6Kg * 9.81m/s2$

F = 604.296 N

Abb.15: Beispiel Kreuzhang (Schenk, 2014).

Unser Körper ist symmetrisch aufgebaut. Wir können die Gewichtskraft halbieren, um genauer zu sagen, welches Drehmoment in einer Schulter entsteht.

F = 302.148 N

Armlänge = 60cm

$
Drehmoment = Kraft * Radius$

$M = 302.148N * 0.6m$

$M = 181.288Nm

$

In einer Schulter wirkt also ein Drehmoment von 181.288Nm.

 (Insgesamt bringt unser Turner im Beispiel ein Drehmoment von 360.576Nm zustande.)

Wir sehen, dass sich das Drehmoment aus der Gewichtskraft und der Armlänge zusammensetzt:

  • Je länger die Arme, desto größer wird der Radius und das Drehmoment.
  • Umgekehrt: je kürzer die Armlänge, desto kleiner ist der Radius → deswegen ist der Übergriff verboten, da er eine Erleichterung des Elementes darstellt!
  • Je höher die Gewichtskraft, desto größer wird das Drehmoment.
  • Umgekehrt: je geringer die Gewichtskraft, desto niedriger wird das Drehmoment.



⇒Für den Turner als Fazit: je leichter und kürzer bzw. kleiner er ist, desto leichter fällt ihm das Element.⇐

Die o.a. Rechnung kann jeder mit seinem eigenen Gewicht und seiner Armlänge ausführen, um zu sehen, welches Drehmoment er/sie aufbringen muss.


Aber sind 360Nm eigentlich viel oder wenig?

Banal gesagt müsste unser Sportler mit ausgestreckten Armen bei fliegenden Bewegungen am Kabel im Fitnessstudio auf jeder Seite 30Kg ziehen, um ein gleiches Drehmoment zu erzeugen. Ein anderer Vergleich wäre ein starker Akkuschrauber, diese haben im Schnitt ca. 35Nm. Jeder, der schon einmal versucht hat einen starken Akkuschrauber fest zu halten, weiß wie sich 35Nm anfühlen. Unser Sportler leistet das 10fache. Der Motor des BMW 320d Limousine (BMW 3er) leistet ein maximales Drehmoment von 380Nm.

verfasst von Markus

Muskulatur

Beim Kreuzhang ist die Schulter unser Dreh- und Angelpunkt. In ihr findet eine Adduktion statt, d.h. eine heranziehende Bewegung der Extremitäten zur Körperachse hin.

Abb. 16: Adduktion (Schenk, 2014).

Das Halten des Kreuzhangs wird durch die Muskulatur möglich. Diese arbeitet isometrisch (auch statisch genannt); es findet folglich keine Längenveränderung des Muskels statt.

Zusammengefasst:

  • Bewegungsform → Adduktion

  • Arbeitsweise Muskeln → Isometrisch

Welche Muskulatur benötigt man eigentlich für den Kreuzhang? 
Wir haben bereits festgestellt, dass es sich um eine Adduktion der Arme handelt. Somit wird die Muskulatur beansprucht, die für diesen Bewegungstyp der oberen Extremitäten verantwortlich ist.

Die Schultermuskulatur leistet die hauptsächliche Kraft. Die Scapulamuskulatur (Schlüsselbeinmuskulatur) wirkt sich stabilisierend auf den Schultergürtel aus.

Muskelursprung und Muskelansatz sind so gelegen, dass bei Kontraktion ein Zugsystem entsteht. Vom Ansatz (relativ frei beweglich) wird zum Ursprung (relativ unbeweglich) “gezogen„. Somit wird in unserem Beispiel der Oberarm und/oder das Schultergelenk adduziert bzw. stabilisiert.

Schultergelenkmuskulatur:

Musculus triceps brachii, Caput longum

Details
Abb.17: Triceps brachii, c. longum (Nieter, 2014).

Musculus latissimus dorsi

Details
Abb.18: Latissimus dorsi (sv:Användare:Chrizz, 2005).

Musculus pectorals major

Details
Abb.19: Pectoralis major (sv:Användare:Chrizz, 2005).

Musculus teres major

Details
Abb.20: Teres major (Schenk, 2014).

Scapulamuskulatur (Schlüsselbeinmuskulatur):

Musculus rhomboideus

Details
Abb.21: Rhomboideus (mod. nach Gray's Anatomy, 1918).

Musculus trapezius

Details
Abb.22: Trapezius (sv:Användare:Chrizz, 2005).

Übungen

Wir haben zwei Übungen ausgesucht, die man relativ leicht nachstellen und beim nächsten Besuch in der Turnhalle versuchen kann. Dabei können die wirkenden Kräfte beim Kreuzhang selbst erfahren werden. Selbstverständlich geben die Übungen nicht den vollen Umfang des Elements wieder; dennoch bieten sie einen relativen Einblick in die Leistung des Sportlers. 



Der einfachste Weg das Drehmoment beim Kreuzhang herabzusetzen, ist eine Verkürzung des Radius bzw. der Armlänge. Im ersten Beispiel wird diese fast um die Hälfte verkürzt. Dazu legt der Sportler die ausgestreckten Arme auf die Kästen und probiert diese Position zu

Abb.23: Übung 1 (Schenk, 2014).

Selbstverständlich können die Arme auch anders positioniert werden, um die Übung zu erleichtern oder zu erschweren. 
Die Beine werden aus Platzmangel in eine leichte Beinschwebe gebracht. Dadurch wird zwar der Körperschwerpunkt ein wenig verschoben; dies wirkt sich aber nicht bedeutend auf die Übung aus. Um eine realistische Form des Zielelements zu erreichen, sollten sich die Schultern wieder auf Griff- bzw. Kastenhöhe befinden.

Die zweite Übung ist noch mehr abgewandelt. Hierbei befindet sich der Sportler im Liegestütz vorlings mit einem relativ breiten Griff der Arme. Der Sportler versucht diese Position mehrere Sekunden zu halten. Wieder kann die Schwierigkeit erhöht oder gesenkt werden, indem der Griff breiter oder enger genommen wird:


Abb.24: Übung 2 (Schenk, 2014).

Durch die Positionierung des Körpers in den Liegestütz vorlings wird eine erhebliche Menge des Körpergewichts von den Beinen getragen. Somit wird die Gewichtskraft verringert und das Drehmoment herabgesetzt.

Wegen der veränderten Armstellung, eine Vorwärtsführung in horizontaler Ebene, ist dieser Bewegungstyp weiter eine Adduktion, jedoch mit veränderter Muskelbeteiligung. Die Delta-Muskulatur (Musculus deltoideus pars clavicularis und pars acromialis) und Sägemuskulatur (Musculus serratus anterior) werden zusätzlich benötigt. Trotz dieser Variation kann diese Übung einen guten Einblick in die Kraftleistung des Kreuzhanges bieten.

Viel Spaß beim Ausprobieren!

verfasst von Markus

Isometrische Kraftanstrengungen

Aber was passiert eigentlich mit unserer Muskulatur? Wir haben bereits festgestellt, dass die Arbeitsweise der Muskulatur isometrisch ist. Es findet also keine Veränderung der Muskellänge statt. Der Begriff isometrisch ist gleichwertig mit dem Begriff statisch. Wenn wir also von statischer Muskelkraft reden, reden wir von isometrischer Muskelkraft.

Klären wir zunächst den Begriff der Maximalkraft. Da wir verschiedene Muskelarbeitsweisen kennen, gibt es auch mehrere Maximalkraftbegriffe:

  • Konzentrisch maximal - Überwinden eines Widerstands z.B. Bankdrücken
  • Isometrisch maximal - Halten eines Widerstands z.B. Halten des Kreuzhangs
  • Exzentrisch maximal - Abfangen eines Widerstands z.B. das Landen beim Sprung

Graphisch geordnet kommt zunächst die konzentrische, dann die isometrische und zuletzt die exzentrische Maximalkraft.

Abb.25: Maximalwerte. (modifiziert nach Simon, Christian. (2013). Konditioneller Einflussfaktor Kraft. GK Schnelligkeitstraining, Technische Universität Darmstadt).





Als praktischer Ansatz:

  • Exzentrisch - der Mensch kann aus 3m Höhe auf den Boden springen und sich abfangen.
  • Konzentrisch - der Mensch kann 1m hoch springen.

Banal formuliert, können wir tiefer fallen, als wir hoch springen. Deswegen ist das Kraftmaximum bei exzentrischer Arbeitsweise höher als bei einer konzentrischen. Das isometrische Kraftmaximum ist zwischen diesen beiden Formen verankert.



Statische Maximalkraft: „Ist die bei einer willkürlichen maximalen statischen Muskelspannung aufwendbare Kraft. Sie gibt den Ist-Zustand der Muskelkraft unabhängig vom jeweiligen Trainingszustand des Muskels wieder.“(Hollmann&Strüder, 2009, S.168)

Statische Muskelkraft:

„Erfolgt die statische Kontraktion eines Muskels nur bis zu 15% seiner Maximalkraft, bleibt eine unveränderte intramuskuläre Durchblutung erhalten.“ (Hollmann&Strüder, 2009, S.60)

Bei einer Muskelbeanspruchung von über 15% der Maximalkraft verengen sich die Kapillaren auf Grund des erhöhten Muskelinnendrucks. Dies hat eine verminderte Durchblutung des Muskels zur Folge. Die Muskelfibrillen werden nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt; dadurch steigt, aufgrund intrazellulärer Säuerung, die Ermüdung der Muskulatur zunehmend an. (Anaerob - Der Muskel arbeitet ohne Sauerstoff und bildet Lactat (Milchsäure). Je mehr Lactat sich im Muskel ansammelt, desto mehr ermüdet er.)

Mit zunehmender Belastungsintensität wird die Muskelarbeit immer anaerober. Ab einer Belastungsintensität von 50-60% wird der Muskel nicht mehr durchblutet. Der Muskel kann nur noch anaerob arbeiten.

Der Turner beansprucht seine Muskulatur häufig im anaeroben Bereich. Als Konsequenz für die konditionelle Leistung des Sportlers ist beim Turnen die Kraftausdauer ein entscheidender Faktor. Damit der Muskel besser anaerob versorgt werden kann, muss auch das Training dementsprechend ausgelegt sein. Als Beispiel sei die Kraftausdauermethode nach Schmidtbleicher genannt, die ihren primären Effekt in der biochemische und kradiovaskuläre Anpassung hat:

Abb.26: Training. (modifiziert nach Schulz, Christian. (2012). Methoden Krafttraining. GK Krafttraining, Technische Universität Darmstadt).

Selbstverständlich müssen auch die anderen konditionellen Fähigkeiten wie z.B. Maximalkraft trainiert werden. Jedoch möchten wir darauf nicht weiter eingehen.

verfasst von Peter

Optional - Eigener Standpunkt

Der Kreuzhang gehört für mich persönlich zu einem meiner Lieblingselemente, da er technisch sehr simpel ist und einen bleibenden Eindruck beim Betrachter hinterlässt. Ich habe fast 2 Jahre gebraucht, um die nötigen Kraftkomponenten für das Element aufzubauen und es zu turnen. Zu Beginn ist es recht frustrierend, da einem schlicht die Kraft fehlt und man bei den ersten Versuchen einfach durch die Ringe fällt. Der Trainer muss dann viel Hilfestellung geben und mithalten. Wenn man aber endlich in der Lage ist, das Element zu halten, ist das Erfolgserlebnis überwältigend. Kurz: Viel Training, nicht demotivieren lassen!

verfasst von Markus

Zusammenfassung

Der Kreuzhang ist ein Krafthalteelement, bei dem folgende mechanische Prinzipien auf den Sportler wirken:

Unter Berücksichtigung der Prinzipien haben wir berechnet, welche Kräfte auf den Körper wirken und welche Kräfte er ausüben muss. Die wirkende Kraft wird, aus biomechanischer Sicht, als Drehmoment beschrieben. Das Drehmoment gibt an, welche Bewegungskraft auf den Sportler wirkt bzw. welche Kraft er aufbringen muss, um den Kreuzhang zu turnen. Je größer das Drehmoment ist (durch vergrößerte Gewichtskraft und/oder Armlänge), desto schwieriger ist das Element zu halten.

Der Bewegungstyp ist eine Adduktion. Alle Kräfte (Drehmoment) treten in der Schulter auf und werden von folgender Muskulatur generiert:

  • Schultermuskulatur
  • Scapulamuskulatur (Schlüsselbeinmuskulatur)

Während des Haltens des Elements arbeitet unsere Muskulatur isometrisch bzw. statisch. Dabei steigt der Kapillardruck im Muskel. Somit wird dieser schlechter durchblutet und die energetische Muskelversorgung wird immer anaerober. Der Turner muss folglich sehr gute biochemische Anpassung an diese Belastung haben. Vor allem die Kraftausdauer ist entscheidend, da diese den Primäreffekt der kardiovaskulären und biochemischen Anpassung hat.

Als Fazit lässt sich festhalten: Die Körpermasse, die Körperlänge und die Kraft müssen beim Kreuzhang in einem optimalen Verhältnis zueinander stehen. Der Sportler braucht eine hohe anaerobe Energiebereitstellung, um langfristig hohe Leistung zu erzielen.

Ausblick

Durch die Inhalte unseres Wiki’s eröffnen sich folgende weiterführende Themen:

  • Wie entwickeln sich Kräfte bzw. wie verhalten sich diese Kräfte bei verschiedenen Elementkombinationen in den Kreuzhang?
  • Unterschiede zwischen Kindern zu Erwachsenen in Bezug auf wirkende Kräfte und Hebelverhältnisse.
  • Welche Gründe gibt es für Muskelzittern während statischer Muskelbeanspruchung?

verfasst von Peter

Fragen

  • Wäre es möglich, den Kreuzhang einarmig zu turnen? Begründe.
Spoiler
  • Matthias Steiner (deutscher Gewichtheber, ca. 150Kg Eigenmasse) hat 2008 bei Olympia 258Kg gestoßen. Wäre er in der Lage, durch sein enormes Kraftvermögen, einen Kreuzhang zu turnen? Begründe.
Spoiler
  • Welchen Aspekt müsste man beim Kraftausdauertraining kritisch hinterfragen?
Spoiler

Quellen

  • Borrmann, G. [Hrsg.] (1978). Gerätturnen: Ein Lehrbuch für Trainer, Übungsleiter und Sportlehrer (3. Auflage). Berlin: Sportverlag
  • Hämel, T. (2012). Biomechanische Aspekte des Turnens. Seite 4. http://www.sport.uni-frankfurt.de/Personen/Krick/Turnen/FDU_DU_STS/SST_STS/Biomechanik.pdf (Abgerufen: 12.01.2014)
  • Hardenacke (2014), Seite „Friedrich Ludwig Jahn“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 11. Januar 2014, 08:34 UTC. URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Friedrich_Ludwig_Jahn&oldid=126347104 (Abgerufen: 12. Januar 2014, 18:08 UTC)
  • Hollmann, W.H. ; Strüder H.K (2009). Sportmedizin: Grundlagen für körperliche Aktivität, Training und Präventivmedizin (5. Auflage). Stuttgart: Schattauer. Seite 28-29, 59-61.
  • Kapandji, I.A (2006). Funktionelle Anatomie der Gelenke: Schematisierte und kommentierte Zeichnungen zur menschlichen Biomechanik (4. Auflage). Stuttgart: Thieme
  • Kendall, F. P. ; McCreary, E. K. ; Provance, P. G. (2001). Muskeln: Funktionen und Tests (4. Auflage). München: Urban&Fischer
  • Seyfarth, A. (2005). Einführung in die Biomechanik. Teil C: Dynamik der Rotation. Präsentationsfolien im Rahmen der Veranstaltung Einführung in die Biomechanik WS 2005/06. Jena: Institut für Sportwissenschaften.
  • Skreee (2013), Seite „Ringeturnen“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 11. Dezember 2013, 19:17 UTC. URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Ringeturnen&oldid=125352527 (Abgerufen: 11. Januar 2014, 10:12 UTC)
  • Schulz, C. ; (2012). GK Kraft: Methoden im Krafttraining. Darmstadt
  • Turnstange (2013), Seite „Gerätturnen“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 20. November 2013, 14:11 UTC. URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Ger%C3%A4tturnen&oldid=124666161 (Abgerufen: 11. Januar 2014, 10:10 UTC)
  • Weineck, A. ; Weineck, J. ; Watzinger, K. (2007). Leistungskurs Sport, Band III: Bewegungswissenschaftliche und gesellschaftliche Grundlagen (4. Auflage). Seite 68.
  • Weller, K.-L. (1981). Technik und Methodik des Gerätturnens (Schriftenreihe zur Praxis der Leibeserziehung und des Sports; Bd. 153). Schorndorf: Hofmann. Seite 25-27.

Abbildungsverzeichnis

Einleitung:

  • Abbildung 1: Engelbach, G. L., (2004), Friedrich Ludwig Jahn, Zugriff am 12.01.2014 unter

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Friedrich_Ludwig_Jahn.jpg

  • Abbildung 2: QA International©, (2014), Turngerät Ringe, Zugriff am 06.01.2014 unter

http://bildwoerterbuch.pons.eu/images/all/ringe-6610.jpg

  • Abbildung 3: Schenk, Markus, (2014), Übergriff
  • Abbildung 4: Schenk, Markus, (2014), Beispiel Kreuzhang

Mechanische Prinzipien beim Element Kreuzhang:

  • Abbildung 5: Pritsch, Alena, (2014), Schwerkraft und Körperschwerpunkt
  • Abbildung 6: Wiemann, Klaus, (1981), Lage des Schwerpunktes in verschiedenen Haltungen in Weller, K.-L. (1981). Technik und Methodik des Gerätturnens (Schriftenreihe zur Praxis der Leibeserziehung und des Sports; Bd. 153). Schorndorf: Hofmann. Seite 26.
  • Abbildung 7: Wiemann, Klaus, (1981) Potentielle und kinetische Energie in Weller, K.-L. (1981). Technik und Methodik des Gerätturnens (Schriftenreihe zur Praxis der Leibeserziehung und des Sports; Bd. 153). Schorndorf: Hofmann. Seite 27.
  • Abbildung 8: Pritsch, Alena, 2014, Innere und äußere Kräfte, (modifiziert nach Borrmann, G. [Hrsg.] (1978). Gerätturnen: Ein Lehrbuch für Trainer, Übungsleiter und Sportlehrer (3. Auflage). Berlin: Sportverlag. Seite 60-61)

Exkurs:

  • Abbildung 9: Schenk, Markus, (2014), Schwerkraft (SR) und Körperschwerpunkt (KSP)
  • Abbildung 10: Schenk, Markus, (2014), Muskelkraft und Gewichtskraft/Schwerkraft
  • Abbildung 11: Schenk, Markus, (2014) Potentielle (Pot.) und kinetische (Kin.) Energie

Kräfteberechnung:

  • Abbildung 12: Schenk, Markus, (2014), Armlänge
  • Abbildung 13: Schenk, Markus, (2014), Ansicht von hinten
  • Abbildung 14: Seyfarth, A. (2005), Körpersegmente und ihre Anteile an der Gesamtmasse, (vgl. Seyfarth, 2005, S. 62). Einführung in die Biomechanik. Teil C: Dynamik der Rotation. Präsentationsfolien im Rahmen der Veranstaltung Einführung in die Biomechanik WS 2005/06. Jena: Institut für Sportwissenschaften.
  • Abbildung 15: Schenk, Markus, (2014), Beispiel Kreuzhang

Muskulatur:

  • Abbildung 16: Schenk, Markus, (2014), Adduktion
  • Abbildung 17: Nieter, Laura, (2014), Triceps brachii, c. longum
  • Abbildung 18: sv:Användare:Chrizz, (2005), Latissimus dorsi, Zugriff am 08.01.2014 unter

http://sv.wikipedia.org/wiki/Användare:Chrizz

  • Abbildung 19: sv:Användare:Chrizz, (2005), Pectoralis major, Zugriff am 08.01.2014 unter

http://sv.wikipedia.org/wiki/Användare:Chrizz

  • Abbildung 20: Schenk, Markus, (2014), Teres major
  • Abbildung 21: Schenk, Markus, (2014), Rhomboideus, (modifiziert nach Gray's Anatomy, (1918), Zugriff am 08.01.2014 unter

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Musculus_rhomboideus_minor.PNG?uselang=de)

  • Abbildung 22: sv:Användare:Chrizz, (2005), Trapezius, Zugriff am 08.01.2014 unter

http://sv.wikipedia.org/wiki/Användare:Chrizz

  • Abbildung 23: Schenk, Markus, (2014), Übung 1
  • Abbildung 24: Schenk, Markus, (2014), Übung 2

Isometrische Kraftanstrengung:

  • Abbildung 25: Schenk und Braune, (2014), Maximalwerte, (modifiziert nach Simon, Christian. (2013). Konditioneller Einflussfaktor Kraft. GK Schnelligkeitstraining, Technische Universität Darmstadt).




  • Abbildung 26: Schenk und Braune, (2014), Training, (modifiziert nach Schulz, Christian. (2012). Methoden Krafttraining. GK Krafttraining, Technische Universität Darmstadt).

Bewertung des Wiki-Moduls

Kategorie Braune Pritsch Schenk Anmerkungen
Inhalt (max. 10) 6 Pkt 7 Pkt 9 Pkt anschauliche Darstellung, gut Motivation, schwächerer Ausblick
Form (max. 5) 5 Pkt 5 Pkt 5 Pkt einzelne Rerefenzen fehlen
Bonus (max. 2) 0 Pkt 0 Pkt 1 Pkt eigene Bilder erstellt
Einzelbewertung 11 Pkt 12 Pkt 15 Pkt 15 Punkte = 100%
Gesamtbewertung 38/45 Punkte = 84%
biomechanik/projekte/ws2013/turnen.txt · Zuletzt geändert: 13.10.2014 13:20 von Dario Tokur
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