Energy exchange between athlete and vaulting pole: Effects on pole vault performance

Die vorliegende Arbeit liefert neue Erkenntnisse zur Interaktion zwischen Athlet, Sprungstab und Boden im Stabhochsprung. Die Ergebnisse zeigen, dass das Konzept von Energiespeicherung und -rückgabe sinnvoll im Stabhochsprung angewendet werden kann und das es einen entscheidenden Einfluss auf die individuelle Optimierung der Stabhochsprungtechnik haben kann.Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen werden in zwei Abschnitten dargestellt. Der erste Abschnitt (1) beinhaltete methodologische Aspekte des Konzepts von Energiespeicherung und -rückgabe im Stabhochsprung, um grundsätzlich dessen Anwendbarkeit zu überprüfen. Der zweite Abschnitt (2) befasst sich mit der Anwendung von Aspekten des Konzepts von Energiespeicherung und -rückgabe auf praktisch relevante Fragestellungen im Stabhochsprung.(1) Die zwei und drei dimensional berechnete mechanische Energie des Athleten im Stabhochsprung unterscheidet sich signifikant (p<0,05). Die Unterschiede sind das Resultat von Bewegungen außerhalb der Hauptbewegungsebene. Die Unterschiede zwischen KSP Energie und Gesamtenergie des Körpers sind ebenfalls signifikant (p<0,05) und sind mit Körpersegmentbewegungen, welche relativ zum KSP auftreten, zu erklären. Diese unterschiedlichen Berechnungsverfahren zur Bestimmung der mechanischen Energie des Athleten und damit Bewegungen außerhalb der Hauptbewegungsebene und relative Segmentbewegungen um den KSP haben allerdings keinen relevanten Einfluss auf Energieparameter, welche zur Berechnung der Kriterien des Energieaustauschs nach Arampatzis et al. (1997, 2004) verwendet werden. Diese Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass eine zweidimensionale Datenbasis und eine KSP bezogene Energieberechnung ausreichend genaue Ergebnisse für die Berechnung der Kriterien liefert. Das bedeutet, dass die Datenerfassung für die Anwendung des Energiekonzepts im Stabhochsprung deutlich ökonomisiert werden kann.Sowohl kinematische und dynamische Parameter, als auch abgeleitete Parameter der mechanischen Energie sind im Stabhochsprung reproduzierbar. Bei nahezu konstanten Anfangsbedingungen des Sprungs (konstante externe Bedingungen wie Stabhärte, Griffhöhe, Windverhältnisse und reproduzierbare Anfangsenergie des Springers und Absprungweite) zeigen Athleten intraindividuell ähnliche Sprungleistungen, welche durch reproduzierbare Interaktionen mit dem elastischen Sprungstab zustande kommen. Wir können schlussfolgern, dass die Reproduzierbarkeit der Parameter und Kriterien des Energiekonzepts im Stabhochsprung (Arampatzis et al. 1997, 2004) ausreichend ist, um auf der Grundlage eines analysierten kompletten Versuchs der Einfluss von Veränderungen des Bewegungsverhaltens auf den Energieaustausch zwischen Athlet und Sprungstab in verschiedenen Phasen des Sprunges zu bestimmen.(II) Ein Vergleich von Weltklasse Stabhochspringerinnen und Stabhochspringern in Bezug auf Parameter der mechanischen Energie zeigt ähnliche Energieverläufe. Wobei die Anfangsenergie, die Athletenenergie im Moment der maximalen Stabbiegung und die Endenergie bei den männlichen Springern signifikant höher ist (p<0,05). Der Energiegewinn über den gesamten Sprung ist jedoch für Männer und Frauen gleich. Der Drehimpuls um die Transversalachse durch den Körperschwerpunkt zeigt im Vergleich signifikant höhere Werte (p<0,05) für die Stabhochspringerinnen in der Phase der initialen Stabbiegung und bei der Lattenüberquerung. Obwohl es keine Unterschiede im Energie Gewinn gibt, deuten die Unterschiede im Drehimpuls auf Defizite in der Bewegungstechnik der Frauen hin. Der höhere Drehimpuls unmittelbar nach Einstich des Stabs weist darauf hin, dass Stabhochspringerinnen eher passiv nach oben pendeln als den Stab aktiv zu biegen. Dies wird durch die signifikant geringere maximale Stabbiegung der Frauen unterstützt (p<0,05). Es kann gefolgert werden, dass die Stabhochsprung Technik von Frauen auf Weltklasse Niveau keine Projektion der Stabhochsprung Technik von Weltklasse Männern ist, sonder das Frauen vielmehr eine andere Weg der Interaktion mit dem elastischen Sprungstab zeigen, welcher Spielraum für weitere Verbesserungen lässt.Eine Analyse des Einflusses von Einstichzeitpunkt des Stabs während der Stützphase des Absprunges bei einer Einstich/Absprung Übung (Jagodin) auf das Energieniveau des Springer/Stab Systems zeigt, das eine Veränderung des Einstichzeitpunkts zu einer veränderten Interaktion zwischen Athlet, Sprungstab und Boden führt. Sie führt aber nicht zu einer Veränderung des Energie Niveaus der Springer/Stab Systems bei Boden verlassen und ist damit nicht unmittelbar leistungsrelevant für den Einstich/Absprung Komplex bei Jagodins. Obwohl ein früherer Einstich den Energieverlust des Athleten während des Einstich/Absprung Komplexes vergrößert, bleibt die Energieänderung des Gesamtsystems Springer/Stab unbeeinflusst, da diese Abnahme durch die Energiezunahme der Stabenergie kompensiert wird. Die in dieser Studie untersuchten Jagodins unterscheiden sich gering von Wettkampfsprüngen, wobei der größte Unterschied in der niedrigeren Anfangsenergie bei den Jagodins liegt. Dies sollte aber nicht grundsätzlich den Effekt des Einstich Timings auf Leistungskriterien beeinflussen. Somit sind ähnliche Effekte auf die Interaktion zwischen Springer, Stab und Boden auch bei kompletten Sprüngen zu erwarten.