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Veranstaltung	PS Forschungsmethoden II
Autor	Stefan Frisch, Rainer Wirsing, Darjia Titowa und Philipp Korn
Bearbeitungsdauer	30 min
Präsentationstermin	13.07.2016
Zuletzt geändert	31.07.2016

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Dieses Wiki soll einen Überblick über das Laufen und den damit verbundenen Verlauf des Körperschwerpunktes (KSP) bei verschiedenen Geschwindigkeiten geben. Der KSP spielt eine Rolle bei der Stabilität des Läufers und bietet einen Anhaltspunkt für verschiedene Analysen. Der Verlauf des KSP bei variablen Geschwindigkeiten spielt unter anderem im Bau von modernen Prothesen eine wichtige Rolle. In der Trainingswissenschaft wird der KSP bei Bewegungsanalysen betrachtet, um ein besseres Verständnis für Lauftechniken zu bekommen. Die Forschungsfrage die wir uns stellen lautet inwiefern sich der Körperschwerpunkt (KSP) bei verschiedenen Laufgeschwindigkeiten verändert. Unsere Hypothesen sind zum einen, dass sich der Körperschwerpunkt bei erhöhter Geschwindigkeit verändert oder der Ausgangspunkt gleichbleibt.

Um die Sachlage zu verdeutlichen, betrachtet man sich verschiedene Personen, welche nach Geschlecht und Körpergröße klassifiziert werden. Beispielsweise betrachtet man eine Gruppe aus Sprintern klassifiziert nach Alter, Größe, Geschlecht und Trainingszustand und führt eine Bewegungsanalyse bei verschiedenen Geschwindigkeiten durch, um die Ergebnisse im Techniktraining einzusetzen. Nun wird der Verlauf des Körperschwerpunktes von den Teilnehmern verglichen. Im Anschluss werden die einzelnen Probanden im Hinblick auf ihre Lauftechnik verglichen und die Ergebnisse angewendet. Beispielsweise kann man Anweisungen geben die durch Verlagerung des KSP die Laufgeschwindigkeit im Sprint verbessern.

Die Befundlage wurde anhand der Studien von Nemtsev, Nemtseva und Kucherenko (2011) erfasst. Die Studie legt nahe, dass sich der Körperschwerpunkt, durch eine Verlagerung des Oberkörpers nach vorne, verschiebt, sie sehen eine Tendenz der Verschiebung des KSP bei maximalen Geschwindigkeiten von Athleten (Nemtsev, Nemtseva, Kucherenko, 2011, S.1). Da der KSP bisher beim Laufen nicht im Focus der Wissenschaft stand sind keine weiteren vergleichbaren Ergebnisse vorhanden. Aus diesem Grund haben wir uns für diese Forschungsfrage entschieden, da der aktuelle Erkenntnisstand nicht ausreichend ist um präzise Aussagen treffen zu können.

„Der Massenmittelpunkt oder auch der Schwerpunkt eines Körpers - der Körperschwerpunkt (KSP) - ist der (häufig nur gedachte) Punkt, in dem sich (in jeder beliebigen Stellung des Körpers im Erdschwerefeld) die durch die Gewichtskräfte aller Massenpunkte (Körperteile) bedingten (Schwerkraft-) Drehmomente zu Null addieren“. (Wiemann & Jöllenbeck, 1998/99, S.143) „Spießt man den Körper folglich in seinem Körperschwerpunkt auf, so verbleibt er stets in der Stellung, in der er angehalten wird, da alle linksdrehenden Schwerkraftmomente insgesamt den selben Betrag haben wie die Summe der rechtsdrehenden Drehmomente„. (Wiemann & Jöllenbeck, 1998/99, S.143) Nach Wiemann & Jöllenbeck (1998/99, S.143) entsteht der Betrag „durch das im KSP vereinigt scheinende Gesamtgewicht bedingte Drehmoment der Summe der einzelnen Schwerkraftmomente der Körperteilsysteme“.

Zur Untersuchung wurden zwei männliche Probanden im Alter von ca. 20 Jahren im Labor getestet. Sie liefen nach kurzer Phase des Aufwärmens in verschiedenen Geschwindigkeiten über zwei Kraftmessplatten. Dabei wurden mit Markern die Gelenke markiert und die kinematischen Daten mit Hilfe mehrerer Kameras erfasst. Außerdem wurden die Bodenreaktionskräfte gemessen. Besonderes Augenmerkt wurde auf die Verlagerung des Körperschwerpunktes in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Bewegung gerichtet. Die Hypothese war es zu untersuchen, dass der Körperschwerpunkt sich bei erhöhter Geschwindigkeit nach vorne verlagert. Um unsere Forschungshypothese zu bearbeiten, haben wir uns mit dem Programm Matlab beschäftigt. Dazu wurden uns Datensätze von zwei verschiendenen Testpersonen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, welche in Prozent angegeben wurden, beim Gehen und Laufen zur Verfügung gestellt. Bei der Untersuchung haben wir uns darauf beschränkt, dass wir die zwei Versuchspersonen bei einer Geschwindigkeit von 25% und 100% (PTS) getestet haben. Mit Hilfe von Matlab haben wir von den zwei Probanden Graphen erstellt, welche uns die Lage des KSP bei den verschiedenen Geschwindigkeiten in einem prozentualen Schrittverlauf angezeigt haben. Daraufhin haben wir festegestellt, dass es keinen signifikanten Unterschied gibt bei der Veränderung des KSP bei variablen Geschwindigkeiten. Somit hat sich die Hypothese bestätigt das sich der KSP nicht verändert.

Unserer Ergebnisse sind in den folgenden Graphen abgebildet.

Nach Berücksichtigung der Ergebnisse kommen wir zu dem Entschluss, dass die H0 Hypothese zutrifft und die H1 Hypothese wiederlegt wurde. Da auf diesem Gebiet zu wenig Forschung betrieben wird, wäre es wünschenswert wenn man in Zukunft den Fokus auf dises Gebiet erhöht.

1. Warum verbleibt der Körperschwerpunkt in der Stellung, in der er angehalten wird?

<spoiler | 1. Frage 1> Weil alle linksdrehenden Schwerkraftmomente insgesamt den selben Betrag haben wie die Summe der rechtsdrehenden Drehmomente. </spoiler>

Nemtsev, O. / Nemtseva, N. / Kucherenko, J. (2011): COMPARISON OF TECHNIQUE CHARACTERISTICS OF SPRINT RUNNING AT MAXIMAL AND SUBMAXIMAL SPEEDS, Russia

WIEMANN, K. / JÖLLENBECK, T. (1999): Arbeitsmaterial zur Vorlesung Grundlagen der Bewegungslehre und Biomechanik, 6. korrigierte und erweiterte Auflage, Bergische Universität Wuppertal