Biomechanik zum Anfassen – LK-Physik im Schülerlabor der Uni Frankfurt

Am Donnerstag, den 11. Dezember 2025, besuchte der Leistungskurs Physik der Einführungsphase von Herrn Fischer gemeinsam mit Herrn Rabinovych das Schülerlabor der Goethe-Universität Frankfurt am Main. Im Rahmen eines fächerübergreifenden Projekts beschäftigten sich die 27 Schülerinnen und Schüler des Kurses – mit einem Frauenanteil von rund einem Drittel („Frauenpower!“) – intensiv mit dem Thema Biomechanik, das Inhalte aus Physik, Biologie und Sportmiteinander verbindet.

Zu Beginn erhielten die Schülerinnen und Schüler eine Einführung in die grundlegenden Fragestellungen der Biomechanik. Dabei wurde deutlich, dass Bewegungen des menschlichen Körpers sowohl mithilfe der Kinematik, also der Beschreibung von Bewegungen in Raum und Zeit, als auch der Dynamik, die sich mit den dabei wirkenden Kräften beschäftigt, untersucht werden können. Gerade im Zusammenspiel dieser beiden Betrachtungsweisen kommt der Sportwissenschaft eine besondere Bedeutung zu, da sie biomechanische Erkenntnisse nutzt, um Bewegungsabläufe zu analysieren, Leistungen zu verbessern und Verletzungen vorzubeugen.

Im anschließenden praktischen Teil arbeiteten die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen an drei Stationen. Mithilfe einer Kraftmessplatte wurden unter anderem die beim Springen und Landen auftretenden Kräfte untersucht. Besonders eindrucksvoll war die Erkenntnis, dass ein Sprung nach oben – wie er beispielsweise beim Basketball häufig vorkommt – vergleichsweise langsam vorbereitet wird, während beim Landen ein sehr kurzer, aber extrem großer Kraftstoß auf den Körper wirkt. Die Auswertungen zeigten, dass dabei insbesondere die Kniegelenke mit Kräften belastet werden, die ein Mehrfaches des eigenen Körpergewichts erreichen können. Je nach Bewegungsform, Technik und Geschwindigkeit liegen diese Belastungen typischerweise im Bereich von etwa drei – bis fünfmal dem Körpergewicht, in einzelnen Fällen sogar darüber.

Diese Ergebnisse verdeutlichten eindrucksvoll, wie hoch die Beanspruchung des Bewegungsapparates ist und warum ein gründliches Aufwärmen, eine saubere Bewegungsausführung sowie eine gezielte Verletzungsprophylaxe im Sport eine wichtige Rolle spielen – sowohl im Leistungs- als auch im Schulsport.

Ergänzend dazu wurden Bewegungen mithilfe moderner Videoanalyseverfahren („Motion Tracking“) untersucht. Sowohl beim Springen als auch beim Joggen konnten Bewegungsabläufe, Absprungwinkel, Flugzeiten, Bodenkontaktzeiten und Schrittfrequenzen sichtbar gemacht und anschließend physikalisch ausgewertet werden. Dabei wurde deutlich, dass solche Analyseverfahren nicht nur im Leistungssport eingesetzt werden, sondern auch im Alltag und im Schulsport zur Verbesserung der Technik und zur Vermeidung von Überlastungsverletzungen beitragen können.

Der Besuch im Schülerlabor bot den Schülerinnen und Schülern einen anschaulichen Einblick in wissenschaftliches Arbeiten und zeigte, wie sich theoretische Inhalte aus dem Physikunterricht praktisch anwenden lassen. Gleichzeitig wurde deutlich, wie eng Physik, Biologie und Sport miteinander verknüpft sind und welchen wichtigen Beitrag die Biomechanik zur Gesundheit, Leistungssteigerung und Verletzungsprävention leisten kann. Ein herzlicher Dank gilt dem Team des Schülerlabors der Goethe-Universität Frankfurt für die fachkundige Betreuung und die gelungene Verbindung von Theorie und Praxis.