Biomechanik und Bewegungsanalyse im Schwimmen: Eine Präsentation

Physikalische Gesetzmässigkeiten im Wasser

Biomechanik und Bewegungsanalyse im Schwimmen Physikalische Gesetzmässigkeiten im Wasser und ihr Einfluss auf das Bewegungslernen in der Sportart Schwimmen

IMMER DIESE DOOFE OBERFLÄCHEN- SPANNUNG VON WASSER. HIER IST DAS SPĒLI.

• Übersicht
• statischer und dynamischer Auftrieb
• Widerstand
• Antriebskonzepte
• Technisches Modell
• Literatur

Bewegungsstruktur und Zielform

Individuelle Formen Zielform Zielform Ebung D Zielformen Loung & Von der Bewegungt- struktur zur koordi- nierten Zielform Von der Bewegungs struktur zur koordi- nierten Zielform Ubung Al

Kernelemente der Bewegung

• Kembewegung Atmung
• Kembewegung Körper- bewegung/-haltung
• Kembewegung Arme
• Kembewegung Beine

Atmen Schweben Gleiten Antreiben

Bewegungsformen und Koordination

Bewegungs- formen Bewegungss truktur Bewegungss truktur Bewegungs- formen Ubung A Von der Bewegungs struktur zur koordi- nierten Zietform Von der bewegungs- struktur zur koordi- nierten Zietform Übung Obung @ Doung D Zielform ZielformHydrodynamik

Hydrodynamik und Wassereigenschaften

+ H20

Übersicht Hydrodynamik

Baustein 3 Sich mitdem Bewegungsraum Wasser vertraut machen

Dynamischer Statischer Auftrieb 1 Auftrieb Widerstand Kraft >Antriebskraft Schwerkraft · Volumenmittelpunkt · Körperschwerpunkt DruckHydrodynamik - ein Teilgebiet der Strömungsmechanik: Wissenschaft von den Bewegungsgesetzen der Flüssigkeiten

Strömungsarten und Kräfte in Flüssigkeiten

Laminar Flow Turbulent Flow

In Flüssigkeiten wirken: -> statische Kräfte -> dynamische Kräfte

Wasser - Verformbar und verdrängbar, aber nicht zusammen drückbar

Eigenschaften von Wasser

Hydrodynamik + H20

Luftfeuchte Eis Wasser (flüssig) -> Temperaturleitfähigkeit -> Druck -> Auftrieb galleggiamento -> Widerstand

Dichte Wasser bei 4℃ ~ 1 g/cm3 Dichte Luft bei 20℃ und Meereshöhe ~ 0,0012 g/cm3 Wasser ~ 800x dichter als LuftDruck = Kraft / Fläche

Druck und Hydrostatischer Druck

İLL P = F / A A

Hydrostatischer Druck -> Druck innerhalb einer Flüssigkeit -> abhängig von der Höhe der Flüssigkeitssäule

Höhe	Druck
5000 m	0,54 bar
4000 m	0,62 bar
3000 m	0,70 bar
2000 m	0,80 bar
1000 m	0,90 bar
500 m	0,95 bar
Meereshöhe = 0 m	1 bar
10 m	2 bar
20 m	3 bar
30 m	4 bar
40 m	5 bar

Wassertiefe Druck

Ausrüstung und Physiologische Auswirkungen

La maschera da immersione copre il naso e gli occhi, consentendo ai subacquei di respirare attraverso il boccaglio e di vedere chiaramente sott'acqua. Gli occhialini, d'altra parte, coprono solo gli occhi. Durante I ' paranasali. perchè per fare immersione non si usano ali occhialini 2 die Nase ist inteanelt mit die Auge und die auch ist die Gleiche

-> Physiologische Auswirkungen bei der aqualen Immersion -> ausatmen gegen den Wasserdruck

Abstieg Aufstieg + 1bar / 10m 1,80 riete im SwimwbadBiomechanik und Bewegungsanalyse im Schwimmen Physikalische Gesetzmässigkeiten im Wasser und ihr Einfluss auf das Bewegungslernen in der Sportart Schwimmen

Auftrieb im Schwimmen

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Bewegungsformen und Koordination im Schwimmen

Individuelle Formen Zielform Zielform Ebung D Zielformen Loung & Von der Bewegungt- struktur zur koordi- nierten Zielform Von der Bewegungs struktur zur koordi- nierten Zielform Ubung Al

Kernelemente der Schwimmbewegung

Kernbewegungen Kernelemente · Kembewegung Atmung · Kembewegung Körper- bewegung/-haltung Atmen Schweben Gleiten Antreiben . Kembewegung Arme · Kembewegung Beine Bewegungs- formen Bewegungss truktur Bewegungss truktur Bewegungs- formen Ubung A Von der Bewegungs struktur zur koordi- nierten Zietform Von der bewegungs- struktur zur koordi- nierten Zietform Übung Obung @ Doung D Zielform Zielformstatischer Auftrieb - Theorie

Statischer und Dynamischer Auftrieb

statischer und dynamischer Auftrieb

Dynamischer Stahscher Auftrieb 1 Auftrieb Widerstand Kraft e € > Antriebskraft Schwerkraft · Volumenmittelpunkt · Körperschwerpunkt statischer Auftrieb - Praxisbezug dynamischer Auftriebstatischer Auftrieb - Theorie

Archimedisches Prinzip und Auftriebskraft

FAE g * VK * P .F K FG VK * P = verdrängte Masse (kg) verdrängte Masse * g = Gewichtskraft (FG)der verdrängten Masse Auftriebskraft FA = Gewichtskraft FG der vom Körper verdrängten Flüssigkeitsmenge Archimede legenda g = Fallbeschleunigung VK = vom Körper verdrängte Volumen p = Dichte der Flüssigkeit [kg/m3]

Schwimmverhalten nach Volumen und Gewichtskraft

a) b) b) Kork c) nasses Hotz (de Marees, 1996; Wick, 2005) a) Grosses Volumen und kleine Gewichtskraft: Körper schwimmt (FG < FA) b) Körper schwebt völlig eingetaucht: FG = FA c) Kleines Volumen und grosse Gewichtskraft: Körper sinkt (FG > FA)statischer Auftrieb - Praxisbezug

Regulierung des Auftriebs durch Atmung

a) Volumen b) Angriffspunkte Auftrieb (Volumenmittelpunkt) und Schwerkraft (Körperschwerpunkt) FA= g * VK * P Nach der Einatmung -> Volumen grösser -> Auftrieb grösser Mit der Atmung kann der Auftrieb fein reguliert werden (-> Tauchen) Einatmung Ausatmung gesunken > aufgabe in schwimmbad 2 untement ananffpunkte versetzt VM KSP Fe VM KSP KSP VM a b FA FA Koiper - punute nich die selber Fort FG FG

Wasserlage und Talentkriterien

-> Wasserlage ist ein Talentkriterium im Schwimmen TDK 87 7 une beime und grosse oberkörper -> Wasserlage ist abhängig von FA / FG / HIER KEIN FIKK!) TSCHULDIGUNG ... HE! - erhat länger beime und kurze oberkörper

Kernelement Schweben

Kernelement Schweben: -> Der Lernschritt ist "Füsse weg vom Boden", Schweben kann man nicht lernen!b W 1 LE FA 1 _

Dynamischer Auftrieb und Bernoulli-Prinzip

dynamischer Auftrieb Unterdruck Daniel Bernoulli 1700 - 1782 Ja nicht gleich Überdruck

Literatur zum Bernoulli-Prinzip

Literatur 1: Verweis auf Antriebskonzepte; dort keine spezifische Angabe Literatur 2: Erklärung mit Bezug zur Schwimmgeschwindigkeit ohne physikalische Begründung Il principio di Bernoulli afferma Literatur 3: Bernoulli che in un fluido in movimento, quando la velocità del fluido Literatur 4 Bernoulli aumenta, la sua pressione diminuisce. Nel nuoto, questo principio può essere applicato al movimento dell'acqua intorno al corpo del nuotatore. Quando un nuotatore si muove attraverso l'acqua, la velocità del fluido intorno al corpo aumenta, causando una diminuzione della pressione. Questa diminuzione della pressione può aiutare il nuotatore a ridurre la resistenza dell'acqua e quindi a muoversi più facilmente e più velocemente. Questo è uno dei principi fondamentali utilizzati nella tecnica di nuoto per ottimizzare l'efficienza del movimento.

Einfluss der Schwimmgeschwindigkeit auf den Auftrieb

- Je schneller man schwimmt, desto grösser ist der dynamische Auftrieb und damit eine hohe Wasserlage. - Problem bei Anfängern: wenig dynamischer Auftrieb -> tiefe Wasserlage -> zusätzlicher Wiederstand; flache Wasserlage nur über Beinschlag möglich - Wichtig! Startsprung oder Abstoss aus der Wand mit guter Streamline und fliessendem Übergang ins Schwimmen: hohe Geschwindigkeit -> hoher dynamischer AuftriebBiomechanik und Bewegungsanalyse im Schwimmen Physikalische Gesetzmässigkeiten im Wasser und ihr Einfluss auf das Bewegungslernen in der Sportart Schwimmen

Widerstand im Schwimmen

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Bewegungsformen und Koordination im Schwimmen

Individuelle Formen Zielform Zielform Ebung D Zielformen Loung & Von der Bewegungt- struktur zur koordi- nierten Zielform Von der Bewegungs struktur zur koordi- nierten Zielform Ubung Al

Kernelemente der Schwimmbewegung

Kernbewegungen Kernelemente · Kembewegung Atmung · Kembewegung Körper- bewegung/-haltung Atmen Schweben Gleiten Antreiben . Kembewegung Arme · Kembewegung Beine Bewegungs- formen Bewegungss truktur Bewegungss truktur Bewegungs- formen Ubung A Von der Bewegungs struktur zur koordi- nierten Zietform Von der bewegungs- struktur zur koordi- nierten Zietform Übung Obung @ Doung D Zielform ZielformWiderstands- beiwert

Widerstandsformel und Komponenten

Widerstand

Fw = (Cw * * V2 * A) / 2 Formel Cw = Widerstandsbeiwert coefficiente di resistenza Dynamischer Statischer Aufthes & Auftrieb y = Dichte des Mediums Widerstand Kräft >Antriebskraft v = Strömungsgeschwindigkeit Schwerkraft A = angeströmte Fläche · Koperschwerpunkt Der Strömungswiderstand ist die Summe verschiedener Widerstandskomponenten:

• Formwiderstand
• Reibungswiderstand
• Wellenwiderstand
• Wirbelwiderstand

Reibungswiderstand Formwiderstand ® Wirbelwiderstand ist eine seni grosse industrie Formwiderstand Reibungs- widerstand Wellen- widerstand Wirbel- widerstand O

Einfluss der Geschwindigkeit auf den Widerstand

Einfluss der Geschwindigkeit Schwimmtechnik optimieren: Ansatz 1 2 StimwiderstandWiderstands- beiwert

Widerstandsbeiwert (Cw) und Alter

· Koeffizient eines von einem Fluid umströmten Körpers · Ermittlung im Strömungskanal Cw = 1,1 Cw = 1,35 Cw = 1,1 0,48 - Cw = 0,4 Cw = 0,5 Cw = 0,04 besser wasserlage 15-16 0 arena 10 15 20 Jahre Cw Wert in Abhängigkeit vom Alter (Wick, 2005)

Schwimmleistungen und Cw-Wert

Spiegel (2012): Die chinesische Schwimmerin Ye Shiwen hat mit ihrem Fabel-Weltrekord über 400 Meter Lagen für Aufsehen gesorgt - und für kritische Fragen. Denn vor einem Jahr war die 16 Jahre alte Olympiasiegerin noch sieben Sekunden langsamer. Wie ist das möglich? kanadien >16 Janne recor 1 400 VAN ALMSICK, Franziska 00m Freistil 1978 1994 1:56.64 1:57.90 1:58.57 1:58.88 1:59.25 OF .... 0. 0 O 2:00.23 2:01.12 o 2:01.55 2:02.64 2:03.52 27 Jul 1992 3 Aug 1993 6 Sep 1994 17 Aug 1995 25 Jul 1996 17 Jan 1998 28 Jul 1998 30 Mai 2000 20 Sep 2000 27 Apr 2001 0 3 Aug 2002 17 Mai 2003 26 Mrz 2004 18 Aug 2004 MÄNNER ??? nach 8 Jahre es alleng ihr, den Renorol 20 brechen mit männer unterschied von Konditionelle" e faktoren 1,35 5.36 552 coeff. di resistenza. Alltime best 1:56.64 3 Aug 2002, Berlin (GER) 2002 Bahn (50m) 1:59.61Formwiderstand

Formwiderstand und Bewegungskorrektur

Kraft, die auf einen umströmten Körper wirkt auf Grund der Druckdifferenz zwischen Vorder- und Rückseite. -> Konsequenzen für das Bewegungslernen und die Bewegungskorrektur im Schwimmen! a) Cw = 0,45 b) 135° + 6% c) 90° + 13% +25% 160 +44% 125° h +50% 150° +25% 45° 36° +138% +80 bis 106% k) 0,45m 1 bei Wechselschlad +16% 100"Reibungs- widerstand

Reibungswiderstand und Schwimmbekleidung

ccancer · Grosse, grobe Schwimmbekleidung erhöht den Widerstand massiv. · Ein starker Bart hemmt vermutlich, aber das rasieren der übrigen Haaren hat vor allem psychologische Wirkung -> Einfluss der Schwimmgeschwindigkeit beachten! (50m Cr Weltrekord 21,3s / 50m Cr Sportstudierende 35s) vrthaWellen- widerstand

Wellenwiderstand und Energieübertragung

· Wellen stellen eine Form der Energieübertragung dar. · Ist der Schwimmer der Wellenwirkung (Eigenwellen / Fremdwellen) ausgesetzt, entsteht ein zusätzlicher Wellenwiderstand, der den Körper in seiner Vorwärtsbewegung beeinträchtigen kann. · Es braucht Energie um die Wellen zu überwinden. sono costruite apposta die welle nicht zuruck swappen a) b) b gung CHIMINH &