Biomechanik

Die Biomechanik befasst sich mit Funktionen und Strukturen von Bewegungsapparat und Bewegungen von biologischen Systemen. Die Wahl der Methoden beschränkt sich hierbei nicht nur auf die Darstellung mechanischer Eigenschaften (äußere Biomechanik), sondern befasst sich auch zunehmend mit sensomotorischen Regelungsprozessen (innere Biomechanik).

Die Biomechanik wird seit einiger Zeit als ein Teil der Technischen Mechanik verstanden, da die Belastungen von belebten Strukturen und beispielsweise Maschinenteilen gewisse Ähnlichkeiten aufweisen. Die Optimierungsstrategien von Bäumen und Knochen von Wirbeltieren dienen dabei als Vorbild für den Entwurf von Bauteilen hoher Festigkeit. Strittig ist, ob Knochen auf Biegung oder reinen Druck beansprucht werden.

Sportbiomechanik

"Die Biomechanik des Sports ist die wissenschaftliche Disziplin, die die sportliche Bewegung unter Verwendung von Begriffen, Methoden und Gesetzmäßigkeiten der Mechanik beschreibt und erklärt." (Ballreich 1996)

Die Aufgabe der Sportbiomechanik ist es, Fragen zur Bewegung und zum Haltungs- und Bewegungsapparat im Rahmen interdisziplinärer Forschungsansätze zu bearbeiten. Es werden Fragen im Leistungssport (z.B. Optimierung von Bewegungsabläufen) oder Breitensport (z.B.: gesundheitliche Auswirkungen von sportlichen Bewegungen) beantwortet. Die wesentlichen Messverfahren zur quantitativen Beschreibung von Bewegungsabläufen sind die:

Kinemetrie: Weg-Zeit-Messung der Lage und Geschwindigkeit von Körpern,
Dynamometrie: Kraftmessung der äußeren Kräfte,
Elektromyografie: Aufzeichnung des elektrischen Aktivierungszustands des Muskels und des Innervationsverhalten,
Anthropometrie: Abmessungen und Massenverteilungen, Körperschwerpunkt.

Es existieren einige Messverfahren, die auf direktem oder indirektem Weg physikalische Größen erfassen, dazu gehören z.B. die Messung der Größen Beschleunigung, Druck, Kraft, Impuls, Drehmoment, Drehimpuls, Arbeit, Energie, Leistung. Man unterscheidet dabei die Messverfahren in elektronische, mechanische und optische Verfahren.

Biomechanische Merkmale:

Kinematische Merkmale: Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkel
Zeitmerkmale: Zeit, Frequenz
Dynamische Merkmale: Masse, Kraft, Impuls, Trägheitsmoment, Drehmoment, Drehimpuls

Biomechanik im Theater

Im Zusammenhang mit Theater bezeichnet Biomechanik eine von dem russischen Regisseur Wsewolod Meyerhold entwickelte Methode der körperlichen Ausbildung des Schauspielers.

siehe auch: Biomechatronik

Literatur

Claus Mattheck: Design in der Natur. Der Baum als Lehrmeister. Rombach Verlag, ISBN 3-7930-9150-3
Klaus Wunderlich, Wolfgang Gloede: Natur als Konstrukteur. Edition Leipzig 1977
Jörg Bochow: Das Theater Meyerholds und die Biomechanik, Alexander Verlag, 2. Auflage 2005 (mit Videocasette)
Alma Law, Mel Gordon: Meyerhold, Eisenstein and Biomechanics. Actor Training in Revolutionary Russia, McFarland & Company, Inc. Publishers. 1996
Sigrid Thaller, Leopold Mathelitsch: Was leistet ein Sportler? Kraft, Leistung und Energie im Muskel. Physik in unserer Zeit 37(2), S. 86 - 89 (2006), ISSN 0031-9252
Veronika R. Meyer, Marcel Halbeisen: Warum gibt es in der Natur keine Räder? Biologie in unserer Zeit 36(2), S. 120 - 123 (2006), ISSN 0045-205X
Steven Vogel : "Comparative Biomechanics: Life`s Physical World", Princeton University Press
B. Kummer, Biomechanik 2005. Deutscher Ärzte-Verlag, Köln 2007, ISBN: 978-3-7691-1192-7. (Form und Funktion des Bewegungsapparates).