Biomechanik
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Inhalte<br />
<strong>Biomechanik</strong><br />
• Grundbegriffe<br />
• Kräfte beim Snowboarden<br />
• Belasten und Entlasten<br />
• Kurvenradius und Kurvenwinkel<br />
DSV-Theorielehrbuch<br />
Kap. 7<br />
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Grundbegriffe<br />
Grundbegriffe<br />
Die <strong>Biomechanik</strong> ist eine Zusammenschau<br />
aus Biologie und Mechanik. Ihre Aufgabe ist<br />
es, sportliche Bewegungsabläufe zu<br />
optimieren.<br />
Kräfte sind die Ursache der Änderung der<br />
Form oder des Bewegungszustandes eines<br />
Körpers. Die Kraftwirkung hängt ab vom<br />
Betrag, von der Richtung und vom<br />
Angriffspunkt der Kraft.<br />
Länge des Pfeils<br />
= Betrag der Kraft<br />
Darstellung der Kraft<br />
Fußpunkt des Pfeils<br />
= Angriffspunkt der Kraft<br />
Richtung des Pfeils<br />
= Richtung der Kraft<br />
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Grundbegriffe<br />
Grundbegriffe<br />
Als Körperschwerpunkt (KSP) bezeichnet<br />
man in der Mechanik den Angriffspunkt der<br />
Summe aller Teilkräfte, die auf einen Körper<br />
wirken.<br />
Der KSP ist der Punkt, in dem die Summe<br />
aller Drehmomente gleich Null ist.<br />
Verläuft der KSP durch die<br />
Auflagefläche, befindet sich der<br />
Körper im Gleichgewicht<br />
Verläuft der KSP außerhalb der<br />
Auflagefläche, wirkt auf den<br />
Körper ein Drehmoment.<br />
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Kräfte beim Snowboarden<br />
Kräfte beim Snowboarden<br />
Innere Kräfte<br />
• Muskelkräfte<br />
• Materialwiderstände (Schuhe, Bindung)<br />
Äußere Kräfte<br />
• Zentrifugalkraft<br />
• Gewichtskraft<br />
• Hangabtriebskraft<br />
•Normalkraft<br />
• Trägheitskraft<br />
• Gleitreibungskraft<br />
• Drehwiderstände<br />
• Luftwiderstandskraft<br />
Zentrifugalkraft F Z<br />
Die Zentrifugalkraft wirkt bei<br />
Bewegungen auf gekrümmten<br />
Bahnen vom jeweiligen<br />
Kurvenmittelpunkt nach<br />
außen. Sie steigt mit<br />
zunehmender<br />
Geschwindigkeit und<br />
abnehmendem Kurvenradius.<br />
F Z<br />
Kurvenmittelpunkt<br />
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Kräfte beim Snowboarden<br />
Kräfte beim Snowboarden<br />
Gewichtskraft F G<br />
Auf der Erde wirkt aufgrund der Gravitation auf<br />
jeden Körper eine Gewichtskraft in Richtung<br />
Erdmittelpunkt. Sie ist Voraussetzung für das<br />
Kurvenfahren und sorgt für die notwendige<br />
Bodenhaftung.<br />
Hangabtriebskraft F H<br />
Die Hangabtriebskraft ist die Kraft, die den<br />
Snowboarder in Richtung Tal beschleunigt.<br />
Sie wirkt parallel zur Hangneigung und ist<br />
um so größer, je steiler der Hang ist.<br />
F H<br />
F G<br />
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Kräfte beim Snowboarden<br />
Kräfte beim Snowboarden<br />
Normalkraft F N<br />
Die Normalkraft ist die Kraft, mit der der<br />
Snowboarder auf den Untergrund gedrückt wird.<br />
Sie wirkt senkrecht zur Auflagefläche und wird um<br />
so kleiner, desto steiler der Hang ist.<br />
Trägheitskraft F Tr<br />
Trägheitskräfte wirken auf alle Massekörper,<br />
sie sind eine Folge von Beschleunigungen.<br />
Ihre Richtung ist der Beschleunigung<br />
entgegen gesetzt.<br />
F H<br />
F N F G<br />
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Kräfte beim Snowboarden<br />
Kräfte beim Snowboarden<br />
Gleitreibungskraft (+ Drehwiderstände)<br />
• wirkt entgegen der Fahrtrichtung<br />
• hängt von der Reibungsfläche Belag-Schnee ab<br />
• greift an der Lauffläche an<br />
Luftwiderstandskraft<br />
• wirkt entgegen der Fahrtrichtung<br />
• hängt maßgeblich von der „Anströmfläche“ ab<br />
• greift an der Oberfläche des Fahrers an<br />
• nimmt mit der Geschwindigkeit stark zu<br />
... im Kurvenverlauf<br />
F Z<br />
F H F S<br />
F H<br />
F S<br />
F Z<br />
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Belasten und Entlasten<br />
Kurvenradius und Kurvenwinkel<br />
Belasten<br />
• Abbremsen einer Tiefbewegung<br />
• Beschleunigen einer Hochbewegung<br />
• Verkleinerung der Auflagefläche<br />
Entlasten<br />
• Abbremsen einer Hochbewegung<br />
• Beschleunigen einer Tiefbewegung<br />
• Vergrößerung der Auflagefläche<br />
Kurvenradius<br />
Unter Kurvenradius<br />
versteht man den<br />
Radius des Kreises,<br />
welcher durch die Kurve<br />
(näherungsweise)<br />
festgelegt ist.<br />
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Kurvenradius und Kurvenwinkel<br />
Kurvenradius und Kurvenwinkel<br />
Kurvenwinkel<br />
Unter Kurvenwinkel versteht<br />
man den Winkel, welcher<br />
durch die Fahrtrichtung am<br />
Kurvenanfang und am<br />
Kurvenende bestimmt wird.<br />
Dabei überstreicht das<br />
Board das Winkelfeld.<br />
Gleiche Radien - unterschiedliche Winkel<br />
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Kurvenradius und Kurvenwinkel<br />
Zusammenfassung<br />
Gleiche Winkel - unterschiedliche Radien<br />
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