In welchem Gelenkwinkel hat man em meisten Kraft?

Um die Frage beantworten zu können, muss man zuerst zwischen Muskelkraft und Muskelkraftmoment unterscheiden. Muskelkraft (F) ist die Kontraktionskraft eines Muskels im mittlerer Faserrichtung. Sie kann nicht direkt ermittelt werden, weil sie meist über einen Hebel auf den Knochen übertragen wird. Sie ist in einem mittleren Dehnungsgrad des Muskels (meistens in einer Gelenkmittelstellung; wenn sich Aktin- und Myosinfilamente optimal überlappen) am größten und ist sowohl im entdehnten als auch im gedehnten Muskel geringer. Muskelkraftmoment (F * r) ist die von außen messbare Kraftwirkung eines Muskels und hängt einerseits von der Muskelkraft (F), andererseits vom Kraftarm (r) ab. Letzteres ist der senkrechte Abstand der Wirkungsrichtung der Muskelkraft von der zugehörigen Gelenkachse. Auch der Kraftarm ist in vielen Gelenken von der Gelenkstellung abhängig, es sei denn, die Sehne des Muskels wird wie beim Knie über einen Sehnenknochen (am Knie die Kniescheibe) geführt, der dafür sorgt, dass der Kraftarm in den verschiedenen Gelenkwinkelstellungen nahezu konstant ist (wie bei einer Umlenkrolle). Ansonsten ist der Kraftarm bei extrem gestreckten und bei extrem gebeugten Gelenken kleiner als in der Gelenkmittelstellung. Das Muskelkraftmoment lässt sich durch computerisierte Kraftgeräte messen, deren Drehachse mit der Gelenkachse zusammenfällt. Bei den Kniestreckmuskeln wird der Gelenkwinkel der maximalen Muskelkraft fast vorwiegend durch den Dehnungsgrad bestimmt, weniger durch den Kraftarm (siehe oben). Er wird etwa bei einem Kniewinkel von etwa 100 bis 120° liegen. Bei Personen, die regelmäßig an der Kniestreckmaschine trainieren, ist dieser Bereich bei 80 – 90° zu erwarten. Wenn man seine Muskelkraft mit unterschiedlichen Gewichten in unterschiedlichen Gelenkwinkeln testet, weiß man meistens nicht, ob das Ergebnis durch die Kontraktionskraft oder durch einen günstigen Kraftarm (oder durch beides) zustande kommt. Der von katy13 vorgeschlagene Test misst nicht den Winkel des maximalen Muskelkraftmomentes, sondern den Winkelbereich, in dem der Körper einen maximalen Impuls (m * v) nach oben erzeugt. Dieser wird zusätzlich von dem Beschleunigungsweg bestimmt und von der Verfügbarkeit von ATP in der Muskelfaser. (Das sind komplexe Zusatzfragen).

Da kommen mehrere biomechanische Aspekte zusammen: Abstand der Muskulatur zum Gelenk und Umdrehungsachse zum Beispiel. Generell darf der Muskel nicht zu weit gedehnt sein und auch nicht zu weit angenähert.