Eine biomechanische Analyse des Absprungs beim Weitsprung

Abstract

In dieser Arbeit wurden im Rahmen einer umfassenden komplexen Leistungsdiagnostik über drei Jahre leistungsbestimmende biomechanische Parameter der Absprungbewegung des Weitsprungs von weiblichen und männlichen Kaderathleten erfasst und untersucht. Die kinematischen Daten wurden dabei als 2D-Videoaufnahmen mit zwei Hochfrequenz-Videokameras auf Höhe des Absprungbalkens aufgezeichnet, die Erfassung der Bodenreaktionskräfte erfolgte dazu zeitlich synchronisiert mit einer im Absprungbrett integrierten Kraftmessplatte. Im Fokus der biomechanischen Bewegungsanalyse stand die Absprungbewegung, die sich auf zwei Untersuchungsbereiche bezog. Zum einen wurde die Absprungbewegung anhand von relevanten Parametern Individuen-übergreifend analysiert, um aufzuzeigen welche mechanischen Zusammenhänge und Phänomene der Bewegung zugrunde liegen. Zum anderen wurden gleichzeitig individuelle Technikanalysen und Einzelfallanalysen durchgeführt, wobei individuelle Lösungsmöglichkeiten für gleiche Sprungweiten voneinander abgegrenzt und definiert werden konnten. Mit den Einzelfallanalysen konnte festgestellt werden, dass sich für die jeweiligen Athleten typische Absprungmuster aufzeigen lassen. Auf dieser Grundlage konnte für den technisch effizienten Lösungsbereich, entsprechend den zugrunde liegenden Absprungstrategien der einzelnen Athleten, eine Klassifikation von Sprungtypen vorgenommen werden. Um Prognosen für Weitsprungleistungen treffen zu können, wurde mit der theoretisch berechneten Sprungweite anhand der berechneten Absprungparameter veranschaulicht, mit welchen Abflugbedingungen, also welchen horizontalen und vertikalen Geschwindigkeitskomponenten, gleiche Weiten erreicht werden können. Mit den erstellten Grafiken können mittels der individuellen Anfangsbedingungen und technischen Stärken oder mittels der individuellen Abflugparameter erreichbare Sprungweiten und somit Leistungspotentiale individuell abgeschätzt werden. In einer vergleichenden Studie, in der die Weitsprünge aus dem mittleren Anlauf den Sprüngen aus dem Wettkampfanlauf gegenübergestellt wurden, zeigte sich, dass sich die Weitsprünge aus den unterschiedlichen Anlaufdistanzen ähnlich sind und sich die Absprungtypen bei beiden wiederfinden. Mit einer Querschnittsanalyse wurde darüber hinaus die Entwicklung der Weitsprungleistung einer Athletin aufgezeigt. An diesem Beispiel konnte veranschaulicht werden, welche Absprungparameter sich über eine Zeitdauer von drei Jahren verändern und letztlich die persönliche Leistungssteigerung bei Sprüngen aus dem Wettkampfanlauf begründen. Die Einzigartigkeit und gleichzeitig Besonderheit der Arbeit liegt in der Kombination von einerseits sehr präziser, umfangreicher aufwändiger und systematischer Datenerfassung über vier parallel geschaltete Messsysteme und andererseits an der Dichte der untersuchten Athleten hohen Leistungsniveaus, die über drei Jahreszyklen diagnostisch und wissenschaftlich begleitet wurden. Durch die Kooperation von Wissenschaft und Leistungssport konnten somit nicht nur wissenschaftliche Fragestellung beantwortet, sondern durch die an die Praxis angelehnte Forschung auch ein Beitrag für die Praxis im Leistungssport geliefert werden.

The performances of the long jump takeoff of female and male athletes of the national federation are investigated in this thesis to determine the biomechanical parameters and analyze the complete assessment of the physical performances over a period of three years. Kinematic data before and during takeoff were recorded by two high-speed video cameras. The cameras were arranged perpendicular to the takeoff board facing each other in order to capture either side of the body. In synchronization with the cameras ground reaction forces were measured during board contact by a recessed Kistler force plate. The biomechanical motion analysis was focused on two research areas referring to the takeoff. First, the jumping motion was analyzed taking into account the relevant parameters of the athletes to show the underlying mechanical principles and phenomena of the movement. Second, looking at individual takeoff techniques athletes demonstrated a few common and typical takeoff patterns, which were denoted as “jumping types”. Athletes were grouped and classified according to these patterns. In order to predict the long jump performance, the theoretical jump distance was computed on the basis of the calculated takeoff parameters. By using these parameters the takeoff conditions were expressed in terms of the horizontal and vertical velocity components necessary to achieve the same jump distances. Using the individual initial conditions and technical strengths or in alternative the individual takeoff parameters graphics were created to estimate the achievable jump distances and, thus the individual performance potentials. Moreover the development of the performance of a long jump athlete was demonstrated by a cross-section analysis. This example illustrates which takeoff parameters change over a period of three years and, finally, justify the increasing personal performance when jumping using the competition approach. The combination of accurate, comprehensive, elaborate and systematic data collection on four parallel measurement systems and high number of investigated high level athletes (which were diagnostically and scientifically monitored) during three years represent the uniqueness and peculiarity of this work. This thesis demonstrates how the cooperation between science and competitive sports can lead to answer scientific questions as well as optimize the practice of competitive sports.