Bewegungswissenschaft

Einzelbild manuell oder (teil-)automatisiert bestimmt. Die Umrechnung der Längenmerkmale des Modells (Bildkoordinaten) in reale Objektkoordinaten erfolgt über den Abbildungsmaßstab . Für seine Bestimmung muss ein Eichobjekt von bekannter Länge (Passpunktsystem) mitgefilmt werden. Drei-D-Analysen erfordern ein Passpunktsystem mit mindestens sechs Bezugspunkten auf den drei x-, y- und z-Raumachsen (z. B. quaderförmiges Stabsystem).
    Der Abbildungsmaßstab m ermittelt sich als Quotient aus der Abbildungsgröße A G (z. B. 5 cm) und der Objektgröße O G (z. B. 200 cm langer Messquader; m = A G : O G ; m = 5 cm : 200 cm oder m = 1 : 40). Die Länge des realen Objekts wird durch die Multiplikation der Abbildgröße des Objekts auf dem Videobild mit dem Abbildungsmaßstab bestimmt. Die Bewegungszeit berechnet sich auf der Grundlage der ausgewählten Bildwechsel und der Aufnahmefrequenz (Δ t = Anzahl der Bildwechsel/Bildfrequenz). Der Körpergelenkwinkel wird zwischen den beiden Gelenkachsen eines Körpergelenks ermittelt. Zur Festlegung der Gelenkachsen des Kniegelenks dienen die Gelenkmittelpunkte des Hüft-, Knie- und oberen Sprunggelenks. Die Darstellung videometrischer Ergebnisse erfolgt durch die Verbindungslinien der Gelenkachsen (z. B. Kinegramm, Strichmännchen, Konturgramm), Diagramme (Kurven, Balken usw.) oder Tabellen ( vgl. Abb. 75 ).
3.1.2 Wo liegt der Körperschwerpunkt des Menschen?
    Zur exakten Analyse der Orts- und Geschwindigkeitsveränderungen unregelmäßig geformter oder mehrgelenkiger Körper lebender Systeme bedient sich die Biomechanik des Sports der idealisierten Annahme, dass die Gesamtmasse eines Körpers und der am Körper angreifenden Kräfte in einem theoretischen Punkt vereinigt werden können. Der Massenmittelpunkt eines Körpers und die Teilmassen eines Körpers – Körperschwerpunkt (KSP) und Teilkörperschwerpunkte (TKSP) – verhalten sich nach physikalisch-mechanischen Gesetzmäßigkeiten. Während sich der Schwerpunkt eines starren physikalischen Körpers mit homogener Massenverteilung (z. B. Kugel) im geometrischen Zentrum befindet, wird die Lage des Körperschwerpunkts des mehrgelenkigen menschlichen Körpers von der jeweiligen Lage der einzelnen Körperteile zueinander und von den Proportionen und den Masseverteilungen des Individuums bestimmt.
    Bei normal gebauten Erwachsenen befindet sich der Körperschwerpunkt ungefähr auf der Höhe des Bauchnabels im Körperinneren ( vgl. Abb. 76 a). Der Schwerpunkt des Kopfs liegt einige Zentimeter vor dem oberen Halswirbel. In Abhängigkeit von der Massenverteilung des Körpers, der Bewegungsausführung und den Veränderungen der relativen Lage der Körperteile zueinander, verändert der Körperschwerpunkt seine jeweilige Lage. Hierbei kann der Körperschwerpunkt auch außerhalb des menschlichen Körpers liegen. Beim Fosbury-Flop verlagert sich der Körperschwerpunkt bei extremer Rumpfbeugung über der Hochsprunglatte nach rückwärts außerhalb des Körpers (Abb. 76b). Für die Bestimmung des Körperschwerpunkts und der Teilkörperschwerpunkte des Menschen stehen experimentell-mechanische, grafische, analytische und mathematische Methoden zur Verfügung.

    Abb. 76: Lage des Körperschwerpunkts beim Fosbury-Flop (mod. nach R OTH & S AHRE , 1990, S. 37)
a ) Absprung
b ) Lattenüberquerung
    Die experimentell-mechanische Bestimmung des
Körperschwerpunkts stellt ein einfaches physikalisches Messverfahren am lebenden Objekt dar. In bewegungswissenschaftlichen Praktika der Sportlehrerausbildung kann mittels der Rechteckplattform die statische Lage des Körperschwerpunkts anschaulich demonstriert werden (vgl. H AY , 1978; R EISCHLE , 1995; B AUMANN , P REIß & S CHÖLLHORN , 1996). Bei der Rechteckplattform handelt es sich um einen als Brett gestalteten Waagebalken, der an den beiden Enden auf einer Waage bzw. einem festen Drehpunkt aufliegt ( vgl. Abb. 77 ). Zur experimentellen Bestimmung der KSP-Koordinate liegt die Versuchsperson mit der interessierenden Körperachse in Richtung der Waageplattform. Die KSP-Koordinate l x berechnet sich aus der Länge der Waageplattform l , des Körpergewichts der Versuchsperson M und der Auflagekraft F x nach der Formel l x = (F x : M)•l . Die KSP-Koordinaten der beiden anderen Körperachsen werden in gleicher Weise ermittelt.

    Abb. 77: Bestimmung des Körperschwerpunkts durch die Rechteckplattform (mod. nach B AUMANN ET AL ., 1996, S. 184)
D:
Drehpunkt
F x :
Auflagekraft
M:
Gewicht der VP
F PL