Kapitel 1 Flashcards
In welche Hauptkategorien können Krafttrainingsgeräte eingeteilt werden?
- schwerkraftabhängige Geräte
- Schwungrad-Widerstandsgeräte (FRTDs)
- elastische Widerstandsgeräte
- fluidodynamische Maschinen
- Roboter-Maschinen
Wie wird bei schwerkraftabhängigen Geräten der Widerstand erzeugt?
- Gravitationskraft auf Masse (Körper des Athleten, externes Gewicht)
» Beispiele: Gewichtsstapelmaschinen, freie Gewichte, Geräte mit schrägen Schienen
Wie wird bei Schwungrad-Widerstandsgeräten (FRTDs) der Widerstand erzeugt?
Trägheitskraft einer rotierenden Masse
Wie wird bei elastischen Widerstandsgeräten der Widerstand erzeugt?
- elastische Komponente (Federn, Gummibänder)
Wie erzeugen fluidodynamische Maschinen Widerstand?
- Druck von Flüssigkeit (hydrodynamisch) oder Gas (pneumatisch)
Beispiel: Keiser®-Luftwiderstandsausrüstung
Wie erzeugen Roboter-Maschinen Widerstand?
- Elektromotor, computergesteuert
Welche SI-Einheiten (7) werden in der Physik verwendet?
- Masse: kg
- Kraft: Newton (N)
- Weg: Meter (m)
- Geschwindigkeit: Meter pro Sekunde (m/s)
- Winkelgeschwindigkeit: Rad pro Sekunde (rad/s)
- Leistung: Watt (W)
- Energie (Arbeit): Joule (J)
Wie wird eine Masse von Pfund (lbs) in Kilogramm (kg) umgerechnet?
1 lbs ≅ 0.454 kg
Was bedeuten die mathematische Symbole ≅, ≡, ≪ ?
≅ : ungefähr gleich
≡ : identisch
≪ : viel kleiner als
Welche zwei physikalischen Größen bilden die Grundlage der Trainingsphysik?
- Kraft (F)
- Geschwindigkeit (v)
Wie berechnet man die Leistung (P)
P = F ⋅ v
Wie berechnet man die Arbeit (Energie, W)?
W= ∫ P ⋅ dt
Wie berechnet man die Beschleunigung (a)?
a= dt/dv
Wie berechnet man den zurückgelegten Weg (s)?
s=∫v dt
Was ist der Unterschied zwischen Derivative und Integral?
- Derivative: Änderungsrate über die Zeit
- Integral: Fläche unter dem Graphen
Was ist der Unterschied zwischen Kraft und Masse?
- Masse: Menge der Materie (kg)
- Kraft: Wechselwirkung zwischen Objekten (N)
Was ist Gewicht?
Spezifische Kraft: Vertikale Anziehungskraft der Erde auf ein Objekt
Wie berechnet man den Impuls (p)?
p = m ⋅ v
Was besagt das II. Newtonsche Gesetz (linear)?
F = dt / dp
Wie berechnet man den Impuls (J)?
𝐽 = ∫ 𝐹𝑑𝑡
Bei konstanter Masse: 𝐽 = 𝑚 ⋅ Δ𝑣
Wie könnte man den Impuls eines Athleten beim Landen berechnen?
- Landegeschwindigkeit aus Sprunghöhe berechnen
- Impuls ohne Kraftmessplatte berechnen:
𝐽 = 𝑚⋅Δ𝑣
Was besagt der Erste Hauptsatz der Thermodynamik?
-Änderung der Energie (ΔU) = Wärme zugeführt (Q) - geleistete Arbeit (E)
- Formel: Δ𝑈 = 𝑄 − 𝐸
-Energieerhaltung: Energie kann nicht erzeugt oder vernichtet werden, nur umgewandelt.
Welche verschiedenen Energieformen gibt es im Kontext des Krafttrainings?
- potentielle Energie: Höhe einer Masse relativ zu einer Nullposition
- kinetische Energie: Bewegung einer Masse
- Schwungradenergie (EFW): Energie eines rotierenden Schwungrads
- Elastische Energie: Energie in einer gespannten Feder oder Gummiband
- Wärme (Q): Energie durch Reibung
- Arbeit: Energie, die mit dem Athleten ausgetauscht wird
Was ist ein geschlossenes System im Kontext des Krafttrainings?
- kein Energieaustausch mit der Außenwelt ( Δ𝑈 = 0)
- Energie wird in Wärme umgewandelt (E = Q)
- Beispiel: Aerobe Trainingsgeräte
Wie sieht die Energiebilanz bei Krafttrainingsgeräten aus?
- keine oder vernachlässigbare Reibung
- Nettobilanz der Energie ist null
- konzentrierte Arbeit des Athleten wird in der Maschine gespeichert (kinetisch, elastisch, etc.)
Was passiert mit der Energie in der exzentrischen Phase?
- gespeicherte Energie wird vollständig an den Athleten zurückgegeben
Formel: 𝐸𝐶𝑂𝑁=𝐸𝐸𝐶𝐶
Wie funktioniert die Energieumwandlung bei FRTDs (Schwungrad-Widerstandsgeräten)?
- konzentrierte Arbeit wird in kinetische Energie des Schwungrads umgewandelt (𝐸𝐹𝑊 = 𝐸𝐶𝑂𝑁)
- Energie wird in der exzentrischen Phase zurückgegeben (𝐸𝐸𝐶𝐶 = 𝐸𝐹𝑊)
Was unterscheidet aktive Trainingsgeräte von geschlossenen Systemen?
- haben eine externe Energiequelle
Was ist die exzentrische Phase im Krafttraining?
- Phase, in der sich ein Muskel verlängert, während er gegen Widerstand arbeitet
- Energie wird vom Gerät an den Athleten zurückgegeben
» Beispiel: Absenken eines Gewichts beim Bizeps-Curl
Energieformen
- Kinetische Energie: Bewegung eines Objekts
-
Potenzielle Energie:
Gravitationspotenzielle Energie: Lage in einem Gravitationsfeld / Elastische potenzielle Energie: Verformung eines elastischen Objekts -
Thermische Energie:
Bewegung von Atomen und Molekülen, Temperaturabhängig - Chemische Energie: in chemischen Bindungen gespeichert, bei Reaktionen freigesetzt
- Elektrische Energie: Fluss von elektrischen Ladungen
- Magnetische Energie: in einem Magnetfeld gespeichert
- Strahlungsenergie (Lichtenergie): in elektromagnetischen Wellen enthalten (z.B. Licht, Radiowellen)
- Kernenergie (Atomenergie): in den Bindungen des Atomkerns gespeichert, bei Kernspaltung/-fusion freigesetzt
-
Schallenergie:
Übertragung durch Schallwellen -
Mechanische Energie:
Kombination aus kinetischer und potenzieller Energie in einem mechanischen System - Ionisierungsenergie: Entfernen von Elektronen aus Atomen oder Molekülen
