Bodenreaktionskräfte

Bodenreaktionskräfte sind die externen Kräfte, die der Boden auf einen Körper ausübt, der mit dem Boden in Kontakt steht. Nach dem dritten Newtonschen Gesetz wirken sie dem Kontaktkraftvektor des Körpers entgegen. In der Biomechanik werden Bodenreaktionskräfte meist dreidimensional erfasst und als Vektor F_GRF beschrieben, der in drei Richtungen gemessen wird: vertikal (normal zur Kontaktfläche), anterior–posterior (vorwärts/rückwärts) und mediolateral (seitlich). Die Größenordnung wird in Newton angegeben und die Richtung gibt an, wie der Boden auf den Körper reagiert.

Die Messung erfolgt typischerweise mit Kraftplatten, die in den Boden integriert sind oder in Labors eingerichtet werden. Aus den Messungen erhält man den Verlauf des COP, also den effektiven Druckschwerpunkt während der Kontaktphase, sowie die drei Kraftkomponenten. GRF-Daten werden oft normalisiert auf das Körpergewicht und mit hohen Abtastraten erfasst, um schnelle Phasen der Bewegung präzise abzubilden.

Anwendungen umfassen die Ganganalyse, Laufanalyse, Sprünge und andere sportliche Bewegungen. In der inversen Dynamik dienen GRF-Daten zusammen mit kinematischen Messungen dazu, Gelenkmomente abzuleiten. Typische Muster: Beim Gehen zeigt die Vertikalkraft zwei Spitzen (Aufsetzung und Abstoß), während beim Laufen zusätzlich ein Frühphaseneinfluss des Aufpralls und ein späterer zweiter Peak auftreten kann; die horizontalen Komponenten zeigen Brems- und Propulsionsphasen.

Faktoren wie Geschwindigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, Schuhwerk und Körpergewicht beeinflussen die GRF-Verläufe. Messungen können durch Kalibrierung, Filterung und Sensoranordnung beeinflusst werden; so ermöglichen standardisierte Auswertungen vergleichbare Ergebnisse in Forschung und Praxis.