Andre Seyfarth Biomechanik II Ausgewhlte Untersuchungen Weitsprung Long

Andre Seyfarth Biomechanik II Ausgewählte Untersuchungen Weitsprung (Long Jump) Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de) 14. Januar 2004

Weitsprung (Long Jump) • Experimentelle Untersuchungen • Modellierung des Weitsprunges • Diskussion eines Artikels zum Weitsprung Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Teil 1: Weitsprung (Long Jump) • 4 Abschnitte: Anlauf – Absprung – Flugphase – Landung Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Teil 1: Weitsprung (Long Jump) Messtechnik • Videoanalyse 2 D / 3 D (>100 Hz) • Kraftmessung, z. B. beim Absprung • Geschwindigkeitsmessung Lichtschrankenmessung 1, 6, 11 m vor Laveg • Elektromyographie Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Anlauf (Approach) Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Absprung: Bodenreaktionskräfte Rennen (Vorfuß- und Fersenlauf) Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de) Weitsprung (3 -9 Schritte Anlauf)

Absprung: Kinematik Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Beiträge zur Sprungweite Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Einfluss der Anlaufgeschwindigkeit Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Warum springen Weitspringer nicht mit 45º ab? Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Modellierung des Weitsprunges hip joint m FPE FM r d ankle joint LEG FCE knee joint Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de) FSE

Ergebnisse der Modellierung Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Woher stammt der erste Kraftstoß? Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Dynamik des Weitsprunges Woher stammt der erste Kraftstoß? Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Experimentelle Studie The EMG activity and mechanics of the running jump as a function of take-off angle W. Kakihana, S. Suzuki Journal of Electromyography and Kinesiology 11 (2001) 365 -372. • Download: www. uni-jena. de/~oas/biomechanics 2. html Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Experimentelle Studie Abstract Introduction Methods Results Discussion Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Zusammenfassung (Abstract) • 2 männliche Weitspringer TM und YS • Weitsprung mit unterschiedlicher Anlauflänge: 3 -5 -9 Schritte Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Proband TM im Vergleich zu YS – Kinematik • größere vertikale KSP-Geschwindigkeit beim Absprung bei allen Anlauflängen • Oberkörper mehr nach hinten gelehnt (bei Landung und Absprung) • Oberschenkel hat kleineren Bewegungsbereich • Knie und Sprunggelenk waren mehr gestreckt bei Landung • Knie mehr gebeugt beim Absprung Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Proband TM im Vergleich zu YS – Dynamik • • größerer Bremsstoß geringerer Beschleunigungsimpuls Hauptmuskeln: RF, VM, LG, TA BF nur kurz vor Beginn der Landung bis 2/3 des Bodenkontakts TM nutzt größeren Abflugwinkel, da er einen stärkeren Bremseffekt erzielte durch die Koordination der Muskeln um Hüfte, Knie und Sprunggelenk Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Introduction (Einführung) Koh&Hay 1990: Sprungweite ist mit (1) Landedistanz (r=0. 44) sowie (2) der Änderung in der horizontalen Geschwindigkeit (r=-0. 59) beim Absprung korreliert. Fuß beim letzten Schritt weit vor dem Körper aufsetzen unterstützt die Entwicklung der vertikalen Geschwindigkeit auf Kosten der horizontalen Geschwindigkeit. Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Dennoch individuelle Strategien, z. B. WM‘ 91 Mike Powell (8. 95 m) – 23. 1° Abflugwinkel Carl Lewis (8. 91 m) – 18. 3° Abflugwinkel Fukashiro et al. , 1992 Kinematische Unterschiede: Oberkörperhaltung, Beinstreckung, Hüftrotation. Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Was ist der biomechanische Hintergrund für die unterschiedlichen Abflugwinkel? Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Frühere Studie von Kakihana et al. , 1995: (1) höhere vertikale und geringere horizontale Abfluggeschwindigkeit durch: • geringere Aktivierung des BF • größere Bremsstöße (2) Erhalt der horizontalen Geschwindigkeit: • Aktivierung LG und Soleus • größerer Beschleunigungsimpuls Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Methoden (Methods) • 2 männliche Weitspringer TM (Bestweite 7. 63 m) und YS (Bestweite 6. 80 m) • Weitsprung mit unterschiedlicher Anlauflänge: 3 -5 -9 Schritte, 2 -4 mal hintereinander, Indoor, Landung auf der Matte (anstatt Sand) • Kraftplattform (KISTLER, 9281 B) und Anlaufstrecke mit Gummimatten ausgelegt. • Sprungweite gemessen von den Zehen beim Abflug bis zu der Ferse bei der Landung Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Methoden (Methods) • Kräfte vertikal Fz, nach vorne Fy, seitwärts Fx sowie Kraftangriffspunkt, Abtastfrequenz 1000 Hz • Marker (2 cm groß) an charakteristischen Körperstellen: 5. Metatarsalgelenk, Sprunggelenk, Knie, Huefte, Handgelenk, Ellenbogen, Schulter, am Kopf, Nacken • High-Speed Kamera HSV 500, NAC mit 250 Bildern/s Aufnahmefrequenz Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Methoden (Methods) KSP Berechnung basierend auf 15 Körpersegmenten nach Miura et al. , 1974. 11 m Synchronisation! Markerkoordinaten Tiefpass Filter Butterworth 12 Hz Berechnung der Gelenkwinkel und Winkelgeschwindigkeiten Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Methoden (Methods) • Bipolares S-EMG von BF, VM, RF, LG, TA, Sol • Elektrodenpaar je im Abstand von 3 cm geklebt und mit Klebeband fixiert • telemetrische Übertragung • Bandpass 15 -250 Hz • EMG Gleichgerichtet und geglättet. • Aufnahmefrequenz 1000 Hz Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de) RF VM BF LG Sol TA

Ergebnisse (Results) Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

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RF VM LG Sol TA Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Diskussion • TM höhere vertikale KSP-Geschwindigkeit beim Abflug als YS • Gleichzeitig Oberkörper mehr nach hinten gelehnt, Bein mehr gestreckt TM größerer Bremseffekt, weniger Vortrieb als YS Hay 1986: Rücklage des Oberkörpers sowie gestrecktes Absprungbein beeinflusst signifikant die Sprungweite Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Diskussion • EMG Koaktivität von RF und VM bei TM von kurz vor Kontakt bis 2/3 des Kontakts RF und VM sind Synergisten als Knieextensoren bremsen Kniebeugung unter Körperlast • EMG Aktivität von BF bei TM nur moderat, bei YS ähnlich wie beim Gehen oder Rennen • Koaktivierung von TA und LG bei TM (=hohe Gelenksteifigkeit), jedoch reziproke Aktivierung bei YS Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)

Abfluggeschwindigkeit v konstant v nicht konstant v. Y 45° optimal Optimaler Winkel Energieverluste v. X Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de) v. X

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Dr. Andre Seyfarth (oas@uni-jena. de), Prof. Blickhan (beb@uni-jena. de)