Arbeitsblatt 4 - TBW - Biomechanische Grundlagen PDF

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Warning: TT: undefined function: 32 Spowi-Tutorium SoSe 20 17 Arbeitsblatt 4 Trainings- & Bewegungswissenschaften 1Arbeitsblatt 4 – Biomechanische Grundlagen Ordne die Begriffe des Drehmoments dem Beispiel zu. Drehmoment Erdanziehung/-beschleunigung ( )Masse Muskel ( )Beschleunigung Unte...

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Spowi-Tutorium SoSe 2017

Arbeitsblatt 4

Trainings- & Bewegungswissenschaften

1

Arbeitsblatt 4 – Biomechanische Grundlagen 1. Ordne die Begriffe des Drehmoments dem Beispiel zu. Drehmoment

Erdanziehung/-beschleunigung (

) 5

Masse

Muskel (

)

Beschleunigung

Unterarm und Hand ( )

Hebelarm

Ellenbogengelenk (

Muskelzugkraft

Hantel ( )

4

2

) 1

3

Abb. 1: Drehmoment

2. Welche Aussagen zum Drehmoment sind richtig? Korrigiere falsche Aussagen! a) Das (Dreh-)Moment ist das Produkt aus Kraft und Hebelarm. b) Der Hebelarm ist der Abstand der örtlichen Kraft zu ihrer Wirkungslinie. c) Das Drehmoment wird benötigt, um Kraftwirkungen zu messen, die direkt auf ihrer Wirkungslinie liegen. d) Bewegung ist möglich, da die Muskelkräfte im Allgemeinen erheblich größer sind als die von außen angreifenden Kräfte. e) Bei Bewegungen des menschlichen Körpers sind die Hebelarme der Muskeln im Allgemeinen größer als die Lastarme (Hebelarme der von außen wirkenden Kräfte). f) Der Muskel erzeugt Kräfte, die der Erdanziehung entgegengesetzt sind, um Widerstände zu überwinden. 3. Kräfte können nicht gemessen werden. Was wir beobachten und messen können sind Wirkungen von Kräften. Welche Wirkungen von Kräften auf Körper gibt es?

4. Welche zwei Formen der Deformation gibt es? Was ist der Unterschied zwischen beiden? Gebe je ein Beispiel zu jeder Form.

5. Welche Aussagen zur Steifigkeit sind richtig? Korrigiere falsche Aussagen! a) Die Steifigkeit eines Materials entspricht der Steigung der Kraft-Deformations-Kurve im elastischen Bereich. b) Wirkt eine Kraft auf eine Sehne, so wird sie deformiert. Diese Deformation ist rückläufig bis zu einem bestimmten Punkt, an dem die Sehne reißt. c) Ein Material ist nachgiebiger bzw. weniger steif, wenn bei gleicher Kraft eine geringere Verformung erzeugt wird.

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d) Eine höhere Steifigkeit eines Biomaterials ist gegeben, wenn bei gleicher Kraft eine größere Deformation erzeugt wird. e) Eine steifere Sehne kann höhere Kräfte tolerieren. 6. Was wird benötigt um den Massenmittelpunkt (KSP) eines Körpers zu berechnen?

7. Ordne die Materialeigenschaften den Definitionen zu. Dehnung

Betrag der Spannung, bei dem das Material reißt

Spannung

Längenänderung durch Ausgangslänge

Steifigkeit

Verhältnis Spannung zu Dehnung

Elastizitätsmodul

Verhältnis Kraft durch Längenänderung

Festigkeit

einwirkende Kraft durch Querschnittsfläche

8. Benenne die Determinanten der Muskelkraftgenerierung, die auf folgenden Graphen dargestellt sind.

Abb. 2: Kurve 1

Abb. 3: Kurve 2

Abb. 4: Kurve 3

9. Welche Aussagen zum Kraft-Längen-Potenzial sind richtig? Korrigiere falsche Aussagen! a) Das Kraftpotenzial eines Muskels hängt von seiner momentanen Länge, also den Gelenkwinkeln in denen er arbeitet, ab. b) Wenn sich das Sarkomer zusammenzieht, dann bleibt der gesamte Muskel auf gleicher Länge. c) Das größtmögliche Kraftpotenzial eines Muskels liegt bei 2,0-2,2 Mikrometer Sarkomer-Länge, da hierbei die größte elastische Energie von Sehne und Aponeurose genutzt werden kann. d) Das maximale Kraftpotenzial eines Muskels befindet sich immer zwischen seiner maximalen Verkürzung und seiner maximalen Dehnung. 10. Warum ist im aufsteigenden Teil des Kraft-Längen-Potential nicht die maximale Kraft möglich?

11. Warum ist im absteigenden Teil des Kraft-Längen-Potenzial nicht die maximale Kraft möglich?

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12. Welche Aussagen zum Kraft-Geschwindigkeits-Potenzial sind richtig? Korrigiere falsche Aussagen! a) Je schneller ein Muskel kontrahiert, desto mehr Kraft kann erzeugt werden. b) 100 % Kraft entspricht dem isometrischen Maximum bei 0 % Geschwindigkeit. c) Die maximale Verkürzungsgeschwindigkeit wird bei 0 % Kraft erreicht. d) Auf der Kurve links von der y-Achse liegt das Kraftpotenzial um 30-50% über dem isometrischen Maximum, also bei der konzentrischen Kontraktion. 13. Warum gibt es ein größeres Kraftpotenzial in der Isometrik als in der Konzentrik?

14. Bei wieviel Prozent der Geschwindigkeit ist anhand des Leistungs-Geschwindigkeits-Potenzials die maximale mechanische Leistung möglich? 15. Was ist der Unterschied zwischen anatomischen (ACSA) zum physiologischen Querschnitt (PCSA)?

16. Welche Aussagen zum Fiederungswinkel sind richtig? Korrigiere falsche Aussagen! a) Durch einen Fiederungswinkel kann ein Muskel einen größeren PCSA als ein Muskel mit dem gleichen ACSA haben. b) Ein Muskel kann ein höheres Kraftpotenzial durch eine Fiederung der Muskelfasern erreichen, da somit mehr Sarkomere parallel geschaltet werden können. c) Der Fiederungswinkel ändert sich bei Änderungen der Länge oder der Aktivierung eines Muskels nicht. d) Beim gefiederten Muskel ist die Verkürzungsstrecke des Muskelbauchs größer als die der Muskelfasern. Dies kann einen Effekt auf das Potenzial des Muskels Kraft zu generieren haben (gemäß der Kraft-Längen- und der KaftGeschwindigkeits-Relation).

e) Ein Muskel hat eine größere maximale Verkürzungsgeschwindigkeit, wenn er mehr Sarkomere parallel geschaltet besitzt. Abbildungsverzeichnis Abb. 1: Drehmoment. (bearbeitet) aus: Arampatzis, A. (2010). Biomechanik Vorlesung. Grundlagen der Biomechanik. Wintersemester 2010/2011, Vorlesungsfolie 13. Humboldt-Universität zu Berlin. Abb. 2: Kurve 1. (bearbeitet) aus: Arampatzis, A. (2010). Biomechanik Vorlesung. Mechanismen der Kraftgenerierung. Wintersemester 2010/2011, Vorlesungsfolie 9. Humboldt-Universität zu Berlin. Abb. 3: Kurve 2: (bearbeitet) aus: Arampatzis, A. (2010). Biomechanik Vorlesung. Mechanismen der Kraftgenerierung. Wintersemester 2010/2011, Vorlesungsfolie 11. Humboldt-Universität zu Berlin. Abb. 4: Kurve 3: (bearbeitet) aus: Arampatzis, A. (2010). Biomechanik Vorlesung. Mechanismen der Kraftgenerierung. Wintersemester 2010/2011, Vorlesungsfolie 8. Humboldt-Universität zu Berlin....