Limitations of animal running speed
પ્રાણીઓની દોડવાની ગતિની મર્યાદાઓ કેવી રીતે વિવિધ પરિબળો મહત્તમ દોડવાની ઝડપ નક્કી કરે છે તેની ઝાંખી આપે છે. કેટલાક પાર્થિવ પ્રાણીઓ અત્યંત ઊંચી ઝડપ હાંસલ કરવા માટે બનાવવામાં આવ્યા છે, જેમ કે ચિત્તા, પ્રોંગહોર્ન, રેસ હોર્સ અને ગ્રેહાઉન્ડ, જ્યારે મનુષ્ય ઉચ્ચ સ્પ્રિન્ટ ઝડપ હાંસલ કરવા માટે તાલીમ આપી શકે છે. મહત્તમ દોડવાની ઝડપનો કોઈ એક નિર્ધારક નથીઃ જો કે, કેટલાક પરિબળો અન્ય પરિબળોથી અલગ પડે છે અને પ્રાણીઓ અને મનુષ્યો બંનેમાં તેની તપાસ કરવામાં આવી છે. આ પરિબળોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ સ્નાયુ ક્ષણ હથિયારો, પગની આકારવિજ્ઞાન, સ્નાયુ સ્થાપત્ય અને સ્નાયુ તંતુ પ્રકાર. દરેક પરિબળ જમીન પ્રતિક્રિયા બળ (જી. આર. એફ.) અને પગના સંપર્કના સમયમાં ફાળો આપે છે, જેમાં મહત્તમ ઝડપ વધારવાના ફેરફારો તમામ પ્રજાતિઓમાં સારી રીતે સમજી શકાતા નથી. ગ્રાઉન્ડ રિએક્શન ફોર્સ અને પગના સંપર્કનો સમય જી. આર. એફ. એ એક સામાન્ય પ્રકાર છે જેનો અભ્યાસ ચાલીને કરવામાં આવે છે. મનુષ્યોમાં એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે જેમ જેમ વેગ વધે છે તેમ તેમ ઊભી જી. આર. એફ. માં રેખીય વધારો થાય છે. દોડ દરમિયાન જી. આર. એફ. શરીરના વજન કરતાં વધી જાય છે અને તેથી શરીર દ્વારા વધારાનું બળ લગાવવું આવશ્યક છે. વેયાન્ડ એટ અલ દ્વારા કરવામાં આવેલા એક અભ્યાસમાં, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે ઝડપી માનવ દોડવીરોએ વધુ ઊભી જી. આર. એફ. લાગુ કરીને વધુ ઝડપ હાંસલ કરી હતી, સ્વિંગ સમય વધારીને નહીં. ચિત્તામાં આવું ન પણ હોય. પગના સંપર્કનો સમય અથવા વલણનો સમય એ સમય છે જ્યારે પગ જમીનના સંપર્કમાં હોય છે. એવા પુરાવા છે જે દર્શાવે છે કે જેમ જેમ ઝડપ વધે છે તેમ તેમ મનુષ્યમાં પગના સંપર્કનો સમય નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે સૌથી ઝડપી ગતિ ત્યારે પ્રાપ્ત થાય છે જ્યારે પગના સંપર્કના સમય અને ઊભી જી. આર. એફ. નું ઉત્પાદન ઘટાડીને લઘુત્તમ કરવામાં આવે છે જે ઝૂલતા અંગને આગળના પગલા માટે સ્થિતિમાં આવવા માટે પૂરતો સમય પૂરો પાડે છે. જી. આર. એફ. અને પગના સંપર્કનો સમય બંને સ્નાયુ ક્ષણ હાથ, પગની આકારવિજ્ઞાન, સ્નાયુ કોષની લંબાઈ અને સ્નાયુ તંતુના પ્રકાર જેવા ચલો દ્વારા નક્કી થાય છે. સ્નાયુ ક્ષણ હાથ સ્નાયુના ક્ષણ હાથને સ્નાયુની ક્રિયાની રેખાથી સાંધાના પરિભ્રમણના કેન્દ્ર સુધીના લંબરૂપ અંતર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. સામાન્ય નિયમ તરીકે, સ્નાયુનો મોમેન્ટ હાથ જેટલો મોટો હોય છે, તેટલો જ મોટો ટોર્ક તે સમાન માત્રામાં બળ સાથે ઉત્પન્ન કરી શકે છે. તે જ સમયે, સ્નાયુ સમાન લંબાઈના ફેરફાર માટે સંયુક્ત ખૂણામાં નાના ફેરફારનું કારણ બનશે. ઉદાહરણ તરીકે, હેન્ડલ (બિંદુ બી) ના એકદમ છેડે રેંચ પકડવાથી બોલ્ટને ઢીલો કરવો સરળ બને છે, જો કે, રેંચને બોલ્ટ (બિંદુ એ) ની નજીક રાખવાની સરખામણીમાં તમારા હાથને વધુ અંતરની મુસાફરી કરવાની જરૂર પડે છે. જોકે ચિત્તા અને ગ્રેહાઉન્ડ બંને કદમાં સમાન છે, તેમ છતાં ચિત્તા ગ્રેહાઉન્ડ કરતા લગભગ બમણી ઝડપે ગતિ પ્રાપ્ત કરી શકે છે. આને અંશતઃ એ તારણ દ્વારા સમજાવી શકાય છે કે ચિત્તામાં ઘૂંટણ અને પગની ઘૂંટીના સાંધા પરના સ્નાયુઓના હાથ ગ્રેહાઉન્ડ કરતા પ્રમાણમાં મોટા હોય છે. ગરોળીની બે સમાન પ્રજાતિઓ વચ્ચે સમાન સરખામણી કરી શકાય છે. એવું જાણવા મળ્યું હતું કે ચડાઈ માટે વધુ અનુકૂળ ગિકોમાં વધુ હિપ અને શોલ્ડર રીટ્રેક્ટર મોમેન્ટ આર્મ્સ હોય છે. હોરિઝોન્ટલ લોકોમોશન માટે અનુકૂળ ગેકોઝમાં ઘૂંટણ અને પગની ઘૂંટી એક્સ્ટેન્સર મોમેન્ટ હાથ હોય છે. ફૂટ મોર્ફોલોજી આ સંદર્ભમાં ફૂટ મોર્ફોલોજી મુખ્યત્વે ફોરફૂટ (પગની ઘૂંટીની સંયુક્તની સામે) અને હિન્ડફૂટ (પગની ઘૂંટીની સંયુક્તની પાછળ) ના ગુણોત્તરનો ઉલ્લેખ કરે છે. આ ગુણોત્તર અસરકારક યાંત્રિક લાભ (ઇ. એમ. એ.) નો સંકેત છે અને તેને સંતુલિત ઝૂલા દ્વારા પણ રજૂ કરી શકાય છે. એમઆરઆઈનો ઉપયોગ કરીને પગની ઘૂંટી-પગની રચનાની સરખામણી કરતા મનુષ્યો પર કરવામાં આવેલા એક અભ્યાસમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે દોડવીરોમાં આગળનો પગ લાંબો હોય છેઃ બિન-દોડવીરોની સરખામણીમાં પાછળનો પગ ગુણોત્તર. આ પગને લાંબા સમય સુધી જમીનના સંપર્કમાં રહેવાની મંજૂરી આપે છે જ્યારે મોમેન્ટ હાથ ઘટાડે છે. આ સ્નાયુઓના ટૂંકા થવાના દરમાં ઘટાડો કરે છે અને દબાણ બંધ તબક્કા દરમિયાન એક્સ્ટેન્સર સ્નાયુઓ દ્વારા પેદા થતા બળમાં વધારો કરે છે. દબાણ બંધ તબક્કા દરમિયાન આ મોટા ગિયર ગુણોત્તર મનુષ્યો તેમજ ટોચના પ્રાણી દોડવીરોની ગતિમાં જોવા મળે છે. જો આગળનો પગ પણ પ્રમાણસર મોટો હોય તો ચિત્તાના મોટા હાથ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. સ્નાયુ માળખું અને તંતુ પ્રકાર બંને માળખું અને સ્નાયુનો પ્રકાર પગના સંપર્કનો સમય અને જી. આર. એફ. ના ઉત્પાદનને નિર્ધારિત કરવામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. મનુષ્યોમાં, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે દોડવીરોમાં બિન-દોડવીરોની તુલનામાં લાંબા સ્નાયુ આવરણ લંબાઈ અને નાના પેનેશન ખૂણા હોય છે. આ સ્નાયુના ટૂંકા થવાના વેગમાં વધારો કરીને ફાળો આપે છે. અન્ય અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે ચોક્કસ સ્નાયુ તંતુઓના પ્રકારો દોડવીરો વિરુદ્ધ બિન-દોડવીરોમાં તેમજ દોડવીરોના વિવિધ સ્તરોમાં પસંદ કરવામાં આવે છે. ઝડપી વ્યક્તિઓમાં પ્રકાર II (ઝડપી ખેંચાણ) સ્નાયુ તંતુઓની વધુ ટકાવારી હોય છે. ઝડપી ખેંચાણ સ્નાયુ તંતુઓની ઊંચી ટકાવારી બળ ઉત્પાદન ક્ષમતામાં વધારો કરે છે, તેમજ સંકોચનની ગતિમાં વધારો કરે છે જે ટૂંકા સંપર્ક સમય તરફ દોરી જાય છે. અન્ય પરિબળો પણ ભૂમિકા ભજવે છેઃ સ્નાયુઓની શક્તિ મોટા સ્નાયુઓ વધુ માત્રામાં બળ ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ હોય છે અને તેથી મોટા જી. આર. એફ. ના સ્થિતિસ્થાપક ઊર્જા સંગ્રહનું ઉત્પાદન કરવામાં સક્ષમ હોય છે ચિત્તો પગના સંપર્કનો સમય અને સ્વિંગનો સમય વધારીને ગતિમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપવા માટે કરોડરજ્જુના વળાંક અને વિસ્તરણનો ઉપયોગ કરે છે. આ પણ જુઓ ફૂટસ્પીડ સ્પ્રિન્ટ (દોડ) સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ કાઇનસિયોલોજી વિભાગ-બાયોમિકેનિક્સ લેબ સંશોધન આ વિકિપીડિયા એન્ટ્રી માટે જ્યોર્જિયા ટેક ટેરેસ્ટ્રીયલ લોકોમોશન એનિમલ ફિઝિયોલોજી ખાતે સ્કૂલ ઓફ એપ્લાઇડ ફિઝિયોલોજીમાં ઓફર કરવામાં આવતા લોકોમોશન ન્યુરોમેકેનિક્સ કોર્સ (એપીપીએચ 6232) ના ભાગ રૂપે હાથ ધરવામાં આવી હતી.