E8 Wirkung und Kontakt

Thema

Dieser Aufprall stellt im Allgemeinen eine sehr kurze Interaktion dar, bei der durch eine außergewöhnlich hohe Kontaktkraft Impuls zwischen zwei unterschiedlichen Körpern ausgetauscht wird. Derselbe Aufprall tritt daher sowohl beim Kontakt zwischen dem Fuß eines Athleten und dem Boden auf – ein deutlich längerer Kontakt beim Laufen als bei der Landung nach einem Sprung – als auch beim Ballkontakt, der noch kürzer ist als die beiden zuvor genannten Kontakte, oder bei einer Kollision zwischen zwei verschiedenen Spielern.

Der Restitutionskoeffizient dieses Aufpralls quantifiziert hingegen seine endgültige Elastizität: Ein vollkommen elastischer Aufprall erhält die gesamte kinetische Energie beider Körper, während ein vollkommen plastischer Aufprall hingegen die maximale endgültige Dissipation dieser kinetischen Energie zwischen ihnen bewirkt.

Innerhalb desselben Kontakts zwischen dem Fuß des Athleten und dem Boden tritt jedoch kurz nach diesem ersten Kontakt ein Maximum passiver Stoßkräfte auf. Dieses Maximum passiver Stoßkräfte begründet ein weiteres Modell dieses Systems, basierend auf einer Diagnose des Bodenkontakts, mit einer beträchtlich hohen Belastungsrate, die sich folglich wie eine Stoßwelle in Richtung des Skeletts des Athleten ausbreitet. Diese Spannungswelle etabliert ein anderes Modell dieses Systems, basierend auf kortikalem Knochen.

Die körpereigenen Stoßdämpfer des Athleten, wie beispielsweise Fußsohlenfett, Knorpel oder Weichgewebe, reduzieren zusammen mit dem getragenen Schuhwerk jedoch denselben passiven Stoßspitzenwert, der dieses Modell ausgelöst hat. Da diese natürlichen Stoßdämpfer noch mehr Energie des Aufpralls absorbieren, ist der letztendlich auf das Skelett des Athleten einwirkende passive Stoßspitzenwert noch geringer.

Daher beschreibt dieses Modell, dessen Impulsaustausch diesen Aufprall als Ausgangspunkt nutzt, als Einmassenschwinger mit eigener Masse, eigener Feder und eigenem Dämpfer – genau dieselben Feder und Dämpfer, die bereits in einem anderen Modell dieser Art für eine viskoelastische Sehne verwendet wurden – die Bodenreaktionskraft während des gesamten Kontakts. Die finale Belastungsrate dieser vertikalen Bodenreaktionskraft stellt somit den besten bekannten biomechanischen Prädiktor für eine Ermüdungsfraktur bei diesem Läufer dar – genau jene Ermüdungsfraktur, die bereits in einem anderen Modell dieser Gruppe aufgrund einer überschrittenen Knochenumbaukapazität nachgewiesen wurde. Dass diese finale Belastungsrate der vertikalen Bodenreaktionskraft sogar noch höher ist, bedeutet folglich, dass das Risiko einer solchen Ermüdungsfraktur bei diesem Läufer noch größer ist.

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