Körperschwerpunkt (KSP)

14. Januar 2020 K 0

Körperschwerpunkt (KSP) (body’s centre of gravity, centre of mass), angenommener Punkt, in dem theoretisch die gesamte Körpermasse vereinigt ist (Massemittelpunkt) und an dem die Schwerkraftresultierende wirkt. Bei einem unregelmäßig geformten Körper ist der KSP schwer zu definieren und ändert sich mit der Körperstellung, d.h. er kann auch außerhalb des Körpers liegen. Greift die Kraft am KSP an, entsteht beim frei beweglichen Körper eine Translation (horizontale Bewegung), liegt der Angriffspunkt in Abstand zum KSP entsteht eine Rotationsbewegung.Schwerkraft, →Volumenmittelpunkt,Körperachse

Bei der horizontalen Körperlage im Wasser bewirkt der Oberkörper mit seiner geringeren Dichte gegenüber dem unteren Teil des Körpers ein Drehmoment. Deshalb ist bei den meisten Menschen der Volumenmittelpunkt (VM) des verdrängten Wassers (als Angriffspunkt des statischen Auftriebs) gegenüber dem KSP brustwärts verlagert. Das führt zum Absinken der Beine und in eine senkrechte Gleichgewichtslage. Werden aber die Arme gestreckt, dann nähern sich VM und KSP,  bei Schwimmerinnen ist das anatomisch bedingt eher möglich.

Verhältnis von KSP und VM als Ansatzpunkte von Schwerkraft und statischem Auftrieb (Küchler, 2015, S.10)

 

Beispiele aus der Schwimmsport-Forschung:

  • In Studien im Brust- und Delfinschwimmen zeigen die am stärksten wellenförmigen Techniken die geringste Geschwindigkeitsvariation des Körperschwerpunkts. Die Geschwindigkeitsvariation wird abgeflacht durch die Streckung und Beugung des Oberkörpers, dank der in der Luft beschleunigten Trägheit der Körpersegmente sowie des Drucks des Wassers gegen den langsamer werdenden Körper, so wie man es bei Delphinen beobachten kann, sowie aufgrund der wellenförmigen Körperbewegung, wie sie bei Aalen zu finden ist (Persyn et al. 2003).
  • Im Gegensatz zum Laufen (Schwarze Sprinter) ist beim Schwimmen ein längerer Rumpf und damit ein niedrigerer Schwerpunkt von Vorteil (Bejan, 2010). Die Bestimmung des KSP ist in der Biomechanik erforderlich, um intrazyklische Geschwindigkeitsschwankungen zu erfassen. Als Haupteinflussfaktoren für die Fluktuation der horizontalen Geschwindigkeit des KSP ermittelten Martins-Silva et al. (1999):                                                                                                                   1. Faktoren, die in direkter Beziehung zu den höchsten horizontalen, vertikalen und lateralen Geschwindigkeiten der Hand während der letzten Phasen des Armzugs (Upsweep und Aus-dem-Wasser-Führen) stehen und                                                                                                                                                                     2.Faktoren, die in direktem Zusammenhang zu den niedrigsten Geschwindigkeiten der Hand in allen Richtungskomponenten während der seitlichsten Phasen des Zuges (Insweep) stehen.
  • Bei Brustschwimmern korrelierte die intrazyklische Geschwindigkeit des KSP stärker mit der tatsächlichen Schwimmgeschwindigkeit als die der Hüfte (Gourgoulis, 2018, Borbosa et al. 2003).
  • Beim Startsprung ist die Flugparabel des KSP wesentlich von der mit dem Absprung erreichten KSP-Position und der KSP-Position bestimmt, wobei die horizontale Komponente der KSP-Geschwindigkeit maßgeblich die 7,5m-Startzeit bedingt (Küchler et al. 1997). Aber schon die Lage des KSP auf dem Block (hoch:tief) wirkt sich auf die horizontale Geschwindigkeit aus, wobei sich die hintere/untere Position als vorteilhafter erwies (Tanaka et al. 2016Küchler et al. 1997). Allerdings zehren höhere Zeiten am Startblock und vermutlich höhere hydrodynamische Widerstände beim Eintauchen diesen Vorteil wieder auf, weshalb keine der beiden Varianten der andern überlegen ist (Vilas-Boas et al. 2000).

 

Mehr zum Thema: http://wiki.ifs-tud.de/biomechanik/dynamik/dyn05 (Zugriff am 14.01.2020)


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