Analyzujte toto: Proč nejrychlejší stvoření nejsou ani nepatrná ani obrovská

Cheparvé sprintu přes savanu. Impalas, antelopes a další kořist cvalem. Všechna tato stvoření byla postavena pro rychlost. Ve skutečnosti Pozemní zvířata střední velikosti jsou obecně rychlejší než obrovská nebo malá stvoření. Nový výzkum nyní představuje proč.

Práce vedl Christofer Clemente. Studuje biomechaniku – jak se zvířata pohybují – na University of the Sunshine Coast. To je v Austrálii Sippy Downs.

Aby se sondoval roli velikosti v rychlosti, mohli on a jeho kolegové porovnat, jak se pohybují různá zvířata – jako je slon, gepard a myš -. Ale svaly nohou a pohyb těchto tvorů se liší.

„Příliš mnoho věcí se mění,“ říká Clemente. Bylo by těžké zjistit, které faktory omezují, jak rychle běží zvíře.

Místo toho Clemente a jeho kolegové použili počítačový model jednoho typu zvířete – člověka – v mnoha různých velikostech. Tým modeloval lidi od míry od myší na 100 gramů (0,2 libry) až po velikost slona při 2 000 kilogramech (4 400 liber).

Model ukázal, že být větší umožňuje stvoření trvat déle. Ale existují nevýhody. Pokud tělo udržuje stejné rozměry, jak roste vyšší, jeho hmota roste rychleji než jeho svalová síla. Výsledkem je zvíře, které se zhoršuje při přenášení vlastní váhy. To se rozřezává na jeho rychlost. Nejmenší model lidé byli tak těžký, jejich svaly je nemohly vůbec pohnout.

Malá zvířata jsou poměrně silná. Ale to z nich neznamená nejrychlejší. Mini model lidé ukázali proč. Svaly malých zvířat je příliš rychle tlačí ze země, když udělají krok. To snižuje množství síly, kterou mohou generovat, aby se posunuli vpřed.

„Jakmile vytvoří dostatek síly, stanou se jen ve vzduchu,“ říká Clemente. To je podobné, co se stane, když astronauti chodí na Měsíci.

Aby se zkrátila svůj vzduch, malá zvířata se krčí více než velká zvířata. Ohýbání nohou je více udržuje na zemi o něco déle během každého kroku. Ale nemohou podniknout kroky tak rychle jako více vzpřímených tvorů.

Pro rychlost je zde zóna Goldilocks, říká Clemente. „Ta sladká zóna, kde jsou vaše svaly stále silné, ale vaše tělesná hmota je dostatečně velká, že tuto sílu můžete skutečně použít.“ Vědci sdíleli své výsledky loni v říjnu Přírodní komunikace. Zjištění mohou pomoci inženýrům zjistit, jak navrhnout roboty pro pohyb.

Ponoření dat:

1. Podívejte se na obrázek A. Jaká velikost zvířat má nejrychlejší rychlosti? Jaká rychlost může tato zvířata dosáhnout?
2. O kolik rychleji to je než rychlosti dosažené u 1 kilogramových zvířat? Kolik je to rychleji než rychlosti dosažené zvířatami, které váží asi 1 000 kilogramů?
3. Podívejte se na obrázek B. Jak rychle se pohybují nejmenší model? Jak rychle se pohybují největší model?
4. Jaká je vrcholová rychlost pro člověka? Jak to porovnává s rychlostí píku u čtyř limových zvířat?

.Cheat-Sheet-cta {Border: 1px solid #FFFFFF; Margin-Top: 20px; background-image: url („https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2022/12/cta-module@2x-2048×239-1.png“); Padding: 10px; jasné: obojí; }

Zdrojový odkaz