Kinematik und Dynamik
"Die Kinematik ist die Lehre von der mathematischen Beschreibung der Bewegung
von Punkten und Körpern mithilfe der Größen Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung
im Raum, ohne auf die Ursachen oder Folgen einer Bewegung einzugehen.
Die Dynamik ist ein Teilgebiet der Mechanik und beschreibt im Gegensatz zur
Statik und Kinematik die Änderung der Bewegungsgrößen, Weg, Geschwindigkeit und
Beschleunigung unter Einwirkung von Kräften im Raum." (Aus
Wikipedia: 'Kinematik')
Die
3D Bewegungsanalyse benötigt je nach Typ der Analyse Informationen sowohl
aus der Kinematik als auch aus der Dynamik.
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Kinematik
Die Kinematik kann mit optischen Geräten wie z.B. Kameras erfasst werden, die die
Positionen von Körperpunkten innerhalb eines Zeitraums betrachten. Eine Kamera nimmt
ihren Sichtbereich in diskreten Zeitabständen auf: Eine normale Videokamera hat
25 Bilder pro Sekunde (PAL) oder 30 Bilder pro Sekunde (NTSC).
Kinematische Strichdarstellung wie sie in der Bewegungsanalyse beim Lauf verwendet
wird
Hochgeschwindigkeits-Kameras
nehmen oft 100, 200, 1000 oder sogar 20.000 Bilder pro Sekunde auf. Sie sind aber
viel teurer als Standard Videokameras.
Alternativ können analoge Sensoren wie Goniometer (zur Winkelmessung) oder Accelerometer
(zur Beschleunigungsmessung) verwendet werden, um kinematische Informationen zu
erfassen.
Dynamik
Die Dynamik kann mit analogen Geräten wie Kraftmessplatten, Innenschuh-Messungen
oder anderen Kraft- oder Drucksensoren gemessen werden.
Eine Kraftmessplatte misst üblicherweise drei Komponenten, d.h. Kräfte in allen
drei Raumrichtungen.
Drucksensoren messen Kräfte pro Fläche und sind auf die vertikale Richtung der Kraft
beschränkt.
Dynamik-Messung: vertikale Bodenreaktionskraft in der Ganganalyse
Analog-Digital-Wandler
werden verwendet, um die analogen Signale zu digitalisieren und damit die gemessenen
Werte zu visualisieren. A/D-Wandler digitalisieren die gemessene elektrische Spannung
ebenfalls in diskreten Zeitintervallen, aber mit einer deutlich höheren Frequenz
als normale optische Geräte. Oft werden 300 bis 1000 Messungen pro Sekunde verwendet,
aber Messungen mit 2000 oder sogar 10000 Hertz (Hz) können mit der selben Standardausrüstung
durchgeführt werden. A/D-Wandler können normalerweise gleichzeitig 16 oder 32 Kanäle
digitalisieren.
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