Bewegung: Evolution und Biomechanik : unter besonderer Berücksichtigung der Bipedie des Menschen

Der Ursprung des Lebens und im Besonderen der des Menschen übte schon immer eine Faszination auf uns aus. Dabei unterliegt die Entwicklung des Lebens den Naturgesetzen, wie beispielsweise der Energieminimierung. Um überleben zu können, ist es notwendig, Strategien zu entwickeln, die es ermöglichen eine ökologische Nische zu besetzen. Der Mensch hat dabei eine ganz eigene Strategie entwickelt. Durch die Bipedie kann er seine Umgebung überblicken und seine Hände sind für andere Aufgaben frei, wie zum Beispiel für die Herstellung von Werkzeugen. Dies förderte nicht nur die Entwicklung des Gehirns, sondern veränderte auch die Nahrungsressourcen, was wiederum Auswirkungen auf den Körper hatte. Eine genauere biomechanische Betrachtung des aufrechten Gangs zeigt, dass dieser mit einer Pendelbewegung zu vergleichen ist. Das Bein entspricht dabei der Pendellänge. Während einer Gangperiode (bis derselbe Fuß wieder am Boden aufkommt) wird der Schwerpunkt des menschlichen Körpers bewusst nach vorne verlagert, weshalb man nach vorne „kippt“ und das Bein als Abstützhilfe nach vorne zieht. Die Analyse der Bipedie wirft die Frage auf, von welchen Parametern diese bestimmt wird. Neben den Umweltbedingungen kann auch die Körperkonstruktion (Ober- und Unterschenkel als Pendellänge) als wichtiger Parameter gesehen werden. Durch die „Froude-Zahl“, eine dimensionslose Größe, die das Maß zwischen Trägheits- und Schwerkräften beschreibt, kann die Gehgeschwindigkeit unterschiedlicher früher Menschen berechnet werden. Es stellt sich heraus, dass es einen Zusammenhang zwischen Klima und Gehgeschwindigkeit gibt, da die Körpergröße mit unterschiedlicher Jahresdurchschnittstemperatur variiert. Ein weiterer wichtiger Parameter ist die Minimierung der Energie. Durch die Pendelbewegung wird potentielle in kinetische Energie umgewandelt. Dieser Vorgang spart Energie. Zum Thema „Evolution“ werden einige kompetenzorientierte Aufgabenstellungen bereitgestellt.The origin of life and in particular of mankind has always been a fascination for us. The evolution of life is subject to the laws of nature, such as energy minimization. In order to survive, it is therefore necessary to develop strategies that enable an ecological niche to be filled.Mankind has developed his own strategy. Through bipedalism, they can overlook their environment and their hands are free for other tasks, such as the production of tools. This not only promoted the development of the brain, but also modified food resources, which in turn had an impact on the body. A closer biomechanical consideration of the upright motion shows that it is comparable to a pendulum motion. The leg corresponds to the pendulum length. During a gait period (until the same foot returns to the ground), the centre of gravity of the human body is shifted forward, forcing you to "tip over" and pull the leg forward as a supporting assistance. The analysis of bipedalism also raises the question of what parameters it is determined from. In addition to the environmental conditions, the body structure (upper and lower leg as pendulum length) can also be seen as an important parameter. Through the "Froude number", a dimensionless quantity that describes the measure between inertial and gravitational forces, the walking speed of different early humans can be calculated. It turns out that there is a correlation between climate and walking speed, as body size varies with different average annual temperature. Another important parameter is the minimization of energy. The pendulum motion transforms potential into kinetic energy. This process saves energy.On the topic “evolution” some competence-oriented tasks are provided.vorgelegt von Petra OswaldZusammenfassungen in Deutsch und EnglischAbweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der VerfasserinKarl-Franzens-Universität Graz, Diplomarbeit, 2018(VLID)258171