Limitations of animal running speed
ಪ್ರಾಣಿಗಳ ಓಟದ ವೇಗದ ಮಿತಿಗಳು ವಿವಿಧ ಅಂಶಗಳು ಗರಿಷ್ಠ ಓಟದ ವೇಗವನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದರ ಅವಲೋಕನವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಚೀತಾ, ಪ್ರಾಂಗ್ಹಾರ್ನ್, ಓಟದ ಕುದುರೆ ಮತ್ತು ಗ್ರೇಹೌಂಡ್ನಂತಹ ಕೆಲವು ಭೂಮಂಡಲದ ಪ್ರಾಣಿಗಳನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಮಾನವರು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಪ್ರಿಂಟ್ ವೇಗವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ತರಬೇತಿ ಪಡೆಯಬಹುದು. ಗರಿಷ್ಠ ಓಟದ ವೇಗವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಏಕೈಕ ಅಂಶಗಳಿಲ್ಲಃ ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕೆಲವು ಅಂಶಗಳು ಇತರರ ವಿರುದ್ಧ ಎದ್ದು ಕಾಣುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳು ಮತ್ತು ಮನುಷ್ಯರಲ್ಲಿ ಎರಡನ್ನೂ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಈ ಅಂಶಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನವುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆಃ ಸ್ನಾಯು ಮೊಮೆಂಟ್ ತೋಳುಗಳು, ಪಾದದ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ, ಸ್ನಾಯು ರಚನೆ ಮತ್ತು ಸ್ನಾಯು ನಾರು ಪ್ರಕಾರ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಅಂಶವು ಗ್ರೌಂಡ್ ರಿಯಾಕ್ಷನ್ ಫೋರ್ಸ್ (ಜಿಆರ್ಎಫ್) ಮತ್ತು ಪಾದದ ಸಂಪರ್ಕದ ಸಮಯಕ್ಕೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಭೇದಗಳಲ್ಲಿ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿಲ್ಲ. ಗ್ರೌಂಡ್ ರಿಯಾಕ್ಷನ್ ಫೋರ್ಸ್ ಮತ್ತು ಫುಟ್ ಕಾಂಟ್ಯಾಕ್ಟ್ ಟೈಮ್ ಜಿಆರ್ಎಫ್ ಒಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ರೂಪಾಂತರವಾಗಿದ್ದು, ಇದನ್ನು ಓಟದ ನಡಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ವೇಗವು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಲಂಬವಾದ ಜಿಆರ್ಎಫ್ನಲ್ಲಿ ರೇಖೀಯ ಹೆಚ್ಚಳವಿದೆ ಎಂದು ಮಾನವರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಓಟದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಜಿಆರ್ಎಫ್ ದೇಹದ ತೂಕವನ್ನು ಮೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ದೇಹವು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಬಲವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಬೇಕು. ವೇಯಾಂಡ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ನಡೆಸಿದ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ವೇಗವಾಗಿ ಓಡುವ ಮಾನವರು ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಂಬವಾದ ಜಿಆರ್ಎಫ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತಾರೆ ಮತ್ತು ಸ್ವಿಂಗ್ ಸಮಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅಲ್ಲ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಚೀತಾಗಳ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಹೀಗಾಗದಿರಬಹುದು. ಪಾದದ ಸಂಪರ್ಕದ ಸಮಯ, ಅಥವಾ ನಿಲುವಿನ ಸಮಯ, ಪಾದವು ನೆಲದೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಸಮಯವಾಗಿದೆ. ವೇಗ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಮಾನವರಲ್ಲಿ ಪಾದದ ಸಂಪರ್ಕದ ಸಮಯವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುವ ಪುರಾವೆಗಳಿವೆ. ಪಾದದ ಸಂಪರ್ಕದ ಸಮಯ ಮತ್ತು ಲಂಬವಾದ ಜಿಆರ್ಎಫ್ನ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ಕನಿಷ್ಠಕ್ಕೆ ಇಳಿಸಿದಾಗ ವೇಗದ ವೇಗವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಮುಂದಿನ ಹಂತಕ್ಕೆ ಸ್ಥಾನ ಪಡೆಯಲು ತೂಗಾಡುವ ಅಂಗಕ್ಕೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಸಮಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಜಿ. ಆರ್. ಎಫ್ ಮತ್ತು ಪಾದದ ಸಂಪರ್ಕದ ಸಮಯವನ್ನು ಸ್ನಾಯುವಿನ ಮೊಮೆಂಟ್ ಆರ್ಮ್, ಪಾದದ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ, ಸ್ನಾಯುವಿನ ತಂತುಕೋಶ ಉದ್ದ ಮತ್ತು ಸ್ನಾಯುವಿನ ನಾರಿನ ಪ್ರಕಾರಗಳಂತಹ ಅಸ್ಥಿರಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ನಾಯುವಿನ ಮೊಮೆಂಟ್ ಆರ್ಮ್ ಅನ್ನು ಸ್ನಾಯುವಿನ ಕ್ರಿಯೆಯ ರೇಖೆಯಿಂದ ಜಂಟಿ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಕೇಂದ್ರದವರೆಗಿನ ಲಂಬವಾದ ಅಂತರ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ನಿಯಮದಂತೆ, ಸ್ನಾಯುವಿನ ಮೊಮೆಂಟ್ ಆರ್ಮ್ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದರೆ, ಅದು ಅದೇ ಪ್ರಮಾಣದ ಬಲದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಟಾರ್ಕ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಸ್ನಾಯುವು ಅದೇ ಪ್ರಮಾಣದ ಉದ್ದದ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಜಂಟಿ ಕೋನದಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಹ್ಯಾಂಡಲ್ನ ತುದಿಯಲ್ಲಿ (ಬಿ ಪಾಯಿಂಟ್) ವ್ರೆಂಚ್ ಅನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಬೋಲ್ಟ್ ಅನ್ನು ಸಡಿಲಗೊಳಿಸುವುದು ಸುಲಭವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ, ವ್ರೆಂಚ್ ಅನ್ನು ಬೋಲ್ಟ್ಗೆ (ಎ ಪಾಯಿಂಟ್) ಹತ್ತಿರ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವುದಕ್ಕಿಂತ ನಿಮ್ಮ ಕೈ ಹೆಚ್ಚಿನ ದೂರ ಪ್ರಯಾಣಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಚೀತಾ ಮತ್ತು ಗ್ರೇಹೌಂಡ್ ಎರಡೂ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೋಲುತ್ತವೆಯಾದರೂ, ಚೀತಾಗಳು ಗ್ರೇಹೌಂಡ್ಗಿಂತ ಸುಮಾರು ಎರಡು ಪಟ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ವೇಗವನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಲ್ಲವು. ಚೀತಾಗಳ ಮೊಣಕಾಲು ಮತ್ತು ಪಾದದ ಕೀಲುಗಳಲ್ಲಿನ ಸ್ನಾಯುಗಳ ಕೈಗಳು ಗ್ರೇಹೌಂಡ್ಗಿಂತ ಪ್ರಮಾಣಾನುಗುಣವಾಗಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಭಾಗಶಃ ವಿವರಿಸಬಹುದು. ಇದೇ ರೀತಿಯ ಎರಡು ಪ್ರಭೇದದ ಹಲ್ಲಿಗಳ ನಡುವೆ ಹೋಲಿಕೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಕ್ಲೈಂಬಿಂಗ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಗೆಕ್ಕೊಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೊಂಟ ಮತ್ತು ಭುಜದ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವ ಮೊಮೆಂಟ್ ತೋಳುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಸಮತಲ ಚಲನೆಗಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿರುವ ಗೆಕ್ಕೊಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮೊಣಕಾಲು ಮತ್ತು ಪಾದದ ಎಕ್ಸ್ಟೆನ್ಸರ್ ಮೊಮೆಂಟ್ ತೋಳುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಪಾದದ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಪಾದದ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮುಂಗಾಲಿನ (ಪಾದದ ಕೀಲಿನ ಮುಂದೆ) ಮತ್ತು ಹಿಂಗಾಲಿನ (ಪಾದದ ಕೀಲಿನ ಹಿಂದೆ) ಅನುಪಾತವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಅನುಪಾತವು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು (ಇ. ಎಂ. ಎ.) ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಮತೋಲನ ಸೀಸಾವನ್ನು ಸಹ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು. ಎಂಆರ್ಐ ಬಳಸಿ ಪಾದದ-ಪಾದದ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೋಲಿಸಿದ ಮಾನವರ ಮೇಲೆ ನಡೆಸಿದ ಅಧ್ಯಯನವು, ಸ್ಪ್ರಿಂಟರ್ಗಳಲ್ಲದವರಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸ್ಪ್ರಿಂಟರ್ಗಳು ಉದ್ದವಾದ ಮುಂಗಾಲನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತಾರೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ. ಇದು ಮೊಮೆಂಟ್ ಆರ್ಮ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವಾಗ ಪಾದವು ಹೆಚ್ಚು ಸಮಯದವರೆಗೆ ನೆಲದ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಸ್ನಾಯು ಕುಗ್ಗುವಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪುಶ್ ಆಫ್ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಎಕ್ಸ್ಟೆನ್ಸರ್ ಸ್ನಾಯುಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಬಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಪುಶ್ ಆಫ್ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಈ ದೊಡ್ಡ ಗೇರ್ ಅನುಪಾತಗಳು ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮಾನವರು ಮತ್ತು ಉನ್ನತ ಪ್ರಾಣಿ ಓಟಗಾರರಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮುಂಗಾಲೂ ಸಹ ಪ್ರಮಾಣಾನುಗುಣವಾಗಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದರೆ ಚಿರತೆಯ ದೊಡ್ಡ ಮೊಮೆಂಟ್ ತೋಳುಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಸ್ನಾಯುವಿನ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ನಾರುಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಎರಡೂ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಸ್ನಾಯುವಿನ ಪ್ರಕಾರಗಳು ಪಾದದ ಸಂಪರ್ಕದ ಸಮಯ ಮತ್ತು ಜಿಆರ್ಎಫ್ನ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಮಾನವರಲ್ಲಿ, ಸ್ಪ್ರಿಂಟರ್ಗಳು ಸ್ಪ್ರಿಂಟರ್ಗಳಲ್ಲದವರಿಗಿಂತ ಉದ್ದವಾದ ಸ್ನಾಯುವಿನ ತಂತುಕೋಶ ಉದ್ದ ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ಪೆನ್ನೇಷನ್ ಕೋನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತಾರೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದು ಸ್ನಾಯುವಿನ ಕುಗ್ಗುವ ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಇತರ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ನಾಯುವಿನ ನಾರು ಪ್ರಕಾರಗಳು ಸ್ಪ್ರಿಂಟರ್ಗಳ ವಿರುದ್ಧ ಸ್ಪ್ರಿಂಟರ್ಗಳಲ್ಲದವರಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಹಂತದ ಸ್ಪ್ರಿಂಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಒಲವು ತೋರುತ್ತವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿವೆ. ವೇಗದ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶೇಕಡಾವಾರು ಟೈಪ್ II (ವೇಗದ-ಎಳೆತ) ಸ್ನಾಯು ನಾರುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತಾರೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶೇಕಡಾವಾರು ವೇಗದ-ಎಳೆತದ ಸ್ನಾಯುವಿನ ನಾರುಗಳು ಬಲದ ಉತ್ಪಾದನಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ, ಜೊತೆಗೆ ಸಂಕೋಚನಗಳ ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಕಡಿಮೆ ಸಂಪರ್ಕ ಸಮಯಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಇತರ ಅಂಶಗಳು ಸಹ ಒಂದು ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆಃ ಸ್ನಾಯುವಿನ ಶಕ್ತಿ ದೊಡ್ಡ ಸ್ನಾಯುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಬಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಮರ್ಥವಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ದೊಡ್ಡ ಜಿಆರ್ಎಫ್ನ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಶಕ್ತಿ ಶೇಖರಣಾ ಚೀತಾಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಮರ್ಥವಾಗಿವೆ, ಕಾಲುಗಳ ಸಂಪರ್ಕದ ಸಮಯ ಮತ್ತು ಸ್ವಿಂಗ್ ಸಮಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ವೇಗಕ್ಕೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಲು ಬೆನ್ನೆಲುಬಿನ ಬಾಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ವಿಸ್ತರಣೆಯನ್ನು ಚೀತಾಗಳು ಬಳಸುತ್ತವೆ.