Alterations in kinetic patterns of pedal force and crank torque due to changes in surface grade (level vs. 8% uphill) and posture (seated vs. standing) were investigated during cycling on a computerized ergometer. Kinematic data from a planar cine analysis and force data from a pedal instrumented with piezoelectric crystals were recorded from multiple trials of 8 elite cyclists. These measures were used to calculate pedal force, pedal orientation, and crank torque profiles as a function of crank angle in three conditions: seated level, seated uphill, and standing uphill. The change in surface grade from level to 8% uphill resulted in a shift in pedal angle (toe up) and a moderately higher peak crank torque, due at least in part to a reduction in the cycling cadence. However, the overall patterns of pedal and crank kinetics were similar in the two seated conditions. In contrast, the alteration in posture from sitting to standing on the hill permitted the subjects to produce different patterns of pedal and crank kinetics, characterized by significantly higher peak pedal force and crank torque that occurred much later in the downstroke. These kinetic changes were associated with modified pedal orientation (toe down) throughout the crank cycle. Further, the kinetic changes were linked to altered nonmuscular (gravitational and inertial) contributions to the applied pedal force, caused by the removal of the saddle as a base of support. Veränderungen der kinetischen Muster der Pedalkraft und des Drehmoments der Kurbel wegen Änderungen der Steigung der befahrenen Strecke (Ebene gegenüber 8%igem Anstieg) und der Körperposition (sitzend gegenüber stehend) wurden bei einem Test mit einem computergesteuerten Fahrradergometer untersucht. Kinematische Videodaten von Reflexmarkern, die an den Probanden und am Testgerät befestigt waren, wurden mit Daten einer Meßpedale (die mit piezzoelektrischen Kristallen arbeitet) wurden von acht Probanden erhoben, die sich jeweils mehreren Tests unterzogen. Aus diesen Daten wurden die Pedalkraft, die Pedalorientierung und Kurbeldrehmomentprofile als Funktion des Kurbelwinkels unter drei Testbedingungen ermittelt: sitzend in der Ebene, sitzend bergan, stehend bergan. Die Veränderung der Steigung der befahrenen Strecke führte zu einer Veränderung des Pedalwinkels (Zehe hoch) und einem mäßigen Anstieg des Spitzenwertes des Kurbeldrehmoments, was mindestens teilweise auf eine Reduzierung der Kadenz zurückzuführen war. Insgesamt war die Pedal- und Kurbelkinetik in den beiden sitzenden Positionen ähnlich. Im Unterschied dazu gestatteten die Veränderungen der Körperposition zwischen der sitzenden und stehenden Position unterschiedliche Muster der Pedal- und Kurbelkinetik. Diese waren durch signifikant höhere Spitzenwerte der Pedalkraft und des Kurbeldrehmoments gekennzeichnet, die viel später bei der Abwärtsbewegung registriert wurden. Diese kinetischen Veränderungen waren mit modifizierten Pedalorientierungen während des Gesamtkurbelzyklus verbunden (Zehe unten). Außerdem waren die kinetischen Veränderungen mit veränderten nichtmuskulären (Gravitations- und Trägheitsbeiträge) Beiträgen zur aufgebrachten Pedalkraft verbunden, was mit dem Ausfall des Sattels als Stützelement erklärt wird. - übersetztes Autorreferat -
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