Ergonomie

einzelne, ausgewählte Aspekte zu Ergonomie und Biomechanik von Muskelkraftfahrzeugen

1) Gehen versus Pedalieren
Ein Vergleich zwischen der Biomechanik beim Gehen und Pedalieren: Warum fällt an steilen Anstiegen das Radfahren deutlich schwerer als das Gehen? Ein Vergleich des Bewegungsablaufs zwischen Radfahren und Gehen mittels einem Kraft-Weg-Diagramms:

Unterschiede:
Beim Pedalieren wird pro Kurbelumdrehung nur während zwei diskreter Phasen (Druckphasen) nennenswert vortriebsleistende (Tangential-)Kraft am Kurbelarm eingebracht – insbesondere wenn keine Klickpedale genutzt werden. Es resultiert eine zyklisch beschleunigte Bewegung. Die Kraftspitzen sind dabei deutlich höher als beim Gehen, auch wenn die geleistete Arbeit (= die Fläche unter den Kurven) vergleichbar ist. Die zusätzliche Masse des Fahrrades bzw. „Energieverluste durch Haltekräfte des Oberkörpers beim Gehen, können für diese Abschätzung vernachlässigt werden. Beim Gehen wird relativ konstant Kraft aufgewendet, ohne nennenswerte Kraftspitzen. Diese entspricht einer geringeren muskulären Belastung und erklärt die Vorzüge des Gehens im steilen Gelände (sofern keine extrem kleinen Gänge zur Verfügung stehen).

2) Schieben versus Ziehen
Unterschiede der biomechanischen Belastungen zwischen dem Schieben und dem Ziehen eines Handwagens. Scheinbar identische Bewegungsabläufe weisen auf dem zweiten Blick relevante Unterschiede auf. Vergleichbar dem Treppenhoch- und -runtergehen, werden teilweise verschiedene Muskelgruppen verschieden stark beansprucht. Und dies hat physiologische und medizinische Relevanz. Menschen mit Knieproblemen klagen so z.B. beim konditionell weniger beanspruchenden Bergabsteigen mehr über Schmerzen als beim Berghochsteigen.

Der Grund liegt in den aus unterschiedlichen Richtungen angreifenden Kräften. Beim Hochgehen kann das Strecken der Beine, und damit die Hubarbeit, zu guten Teilen über die Gesäßmuskeln geleistet werden. Beim Herabsteigen wird die „negative Hubarbeit/ das Bremsen“ vor allem von den Muskeln auf der Vorderseite des Oberschenkels geleistet. Dabei wird, entsprechend der Hebelverhältnisse, die Kniescheibe sehr stark an die Gelenkflächen gepresst, was die Schmerzen von Kniegeschädigten erklärt.

Diese Unterschiede sind beim Ziehen und Schieben weniger auffallend, als beim Treppengehen. Dennoch ist das Schieben kniefreundlicher, als das Ziehen, weil hier intuitiv mehr und einfacher mit den Gesäßmuskeln gearbeitet werden kann. Zudem kann beim Schieben oftmals ein Teil des Körpergewichts auf den Wagen abgestützt werden. Beim Ziehen kommen, insbesondere wenn der Ansatzpunkt für die Kraft am Wagen unterhalb der Schultern liegt, wegen der dann schrägen Zugrichtung zusätzliche Kraftkomponenten auf die vordere Streckermuskulatur zu. Das Schieben wird daher zu recht als angenehmer und weniger anstrengend empfunden als das Ziehen.

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