점프
점프 또는 도약 은 유기체 또는 무생물 (예 : 로봇 ) 기계 시스템이 탄도 궤적을 따라 공기를 통해 자신을 추진 하는 이동 또는 움직임의 한 형태입니다 . 점프는 상대적으로 긴 공중 위상과 높은 초기 발사 각도로 인해 전신이 일시적으로 공중에 떠있는 달리기, 질주 및 기타 보행 과 구별 될 수 있습니다 .
캥거루 와 같은 일부 동물은 점프 ( 이 경우 일반적으로 호핑 이라고 함 )를 기본 운동 형태로 사용하지만 개구리와 같은 다른 동물은 포식자를 탈출하기위한 수단으로 만 사용합니다. 점프는 멀리뛰기 , 높이뛰기 및 쇼 점프를 포함한 다양한 활동 및 스포츠의 핵심 기능이기도합니다 .
물리학
모든 점프는 기판에 대한 힘의 적용을 포함하며, 차례로 기판에서 점퍼를 밀어내는 반력을 생성합니다. 반대 힘을 생성 할 수있는 고체 또는 액체는 땅이나 물을 포함하여 기질 역할을 할 수 있습니다. 후자의 예로는 이동 점프를하는 돌고래와 물에서 서있는 점프를하는 인디언 스키터 개구리 가 있습니다.
점프하는 유기체는 중요한 공기 역학적 힘에 거의 영향을 받지 않으며, 결과적으로 점프는 탄도 궤도 의 기본 물리 법칙에 의해 제어됩니다 . 결과적으로 새가 비행 을 시작하기 위해 공중으로 점프 할 수 있지만, 초기 점프 조건이 더 이상 비행 경로를 지시하지 않기 때문에 공중에 떠있는 것으로 간주되면 새가 수행하는 움직임은 없습니다.
발사 순간 (즉, 기판과의 초기 접촉 손실) 후 점퍼가 포물선 경로를 횡단합니다. 발사 각도와 초기 발사 속도는 점프의 이동 거리, 지속 시간 및 높이를 결정합니다. 가능한 최대 수평 이동 거리는 발사 각도 45도에서 발생하지만 발사 각도가 35도에서 55도 사이이면 가능한 최대 거리의 90 %가됩니다.
근육 (또는 무생물 시스템의 다른 액추에이터 )은 점프의 추진 단계 동안 점퍼의 몸에 운동 에너지 를 추가하는 물리적 작업을 수행 합니다. 이것은 점퍼 속도의 제곱에 비례하는 발사시 운동 에너지 를 생성합니다. 근육이 더 많이 일할수록 발사 속도가 빨라지고 따라서 가속도가 높아지고 점프 추진 단계의 시간 간격이 짧아집니다.
기계적 힘 (단위 시간당 작업)과 그 힘이 적용되는 거리 (예 : 다리 길이)는 점프 거리와 높이를 결정하는 핵심 요소입니다. 결과적으로 많은 점프 동물은 근육의 힘-속도 관계에 따라 최대의 힘에 최적화 된 긴 다리와 근육을 가지고 있습니다 . 그러나 근육의 최대 출력은 제한되어 있습니다. 이러한 제한을 피하기 위해 많은 점프하는 종들은 힘줄 이나 아포 뎀 과 같은 탄성 요소를 천천히 미리 늘려 작업을 변형 에너지로 저장합니다. 이러한 탄성 요소는 동등한 근육 질량보다 훨씬 더 높은 속도 (높은 힘)로 에너지를 방출 할 수 있으므로 발사 에너지를 근육만으로는 할 수있는 수준 이상으로 증가시킬 수 있습니다.
점프를 시작할 때 점퍼는 고정되어 있거나 움직일 수 있습니다. 정지 상태에서 점프하는 경우 (즉, 서있는 점프 ) 발사를 통해 신체를 가속하는 데 필요한 모든 작업이 한 번의 움직임으로 수행됩니다. A의 이동 점프 또는 실행 점프 가능한 한 수평 운동량으로 보존하면서, 점퍼는 출시에 추가 수직 속도를 소개합니다. 발사시 점퍼의 운동 에너지가 전적으로 점프 움직임 때문인 고정 점프와 달리, 움직이는 점프는 점프 이전의 수평 속도를 포함하여 더 높은 에너지를 갖습니다. 결과적으로 점퍼는 달리기에서 시작할 때 더 먼 거리를 점프 할 수 있습니다.
해부
동물은 점프를 위해 다양한 해부학 적 적응을 사용합니다. 발사 후 범위를 확장하거나 점프를 제어하는 모든 방법은 공기 역학적 힘을 사용해야하며 따라서 활공 또는 낙하산으로 간주되기 때문에 이러한 적응은 발사에만 관련됩니다 .
수생 종은 점프에 대한 특정 전문화를 거의 표시하지 않습니다. 좋은 점퍼는 일반적으로 속도에 맞게 조정되며 단순히 빠른 속도로 표면으로 수영하여 움직이는 점프를 실행합니다. 진흙 선장 과 같이 육지에서 점프 할 수있는 몇 가지 주로 수생 동물 은 꼬리를 튕겨서 점프 합니다.
사지 형태
육상 동물의 경우 주된 추진 구조는 다리이지만 일부 종은 꼬리를 사용합니다. 점프 종의 전형적인 특징은 긴 다리, 큰 다리 근육 및 추가 사지 요소입니다.
긴 다리는 점프하는 동물이 기질을 밀 수있는 시간과 거리를 증가시켜 더 많은 힘과 더 빠르고 더 멀리 점프 할 수있게합니다. 큰 다리 근육은 더 큰 힘을 생성하여 점프 성능을 향상시킬 수 있습니다. 길쭉한 다리 요소 외에도 많은 점프하는 동물은 길쭉한 발과 발목 뼈를 수정하고 관절을 추가하여 사지에 더 많은 세그먼트를 효과적으로 추가하고 길이를 더 늘립니다.
개구리는 세 가지 추세 모두의 훌륭한 예입니다. 개구리 다리는 몸 길이의 거의 두 배가 될 수 있고 다리 근육은 체중의 최대 20 %를 차지할 수 있으며 발, 정강이, 허벅지뿐만 아니라 발목도 늘 렸습니다. 뼈를 다른 사지 관절로 연결하고 마찬가지로 엉덩이 뼈를 확장하고 두 번째 '추가 관절'을 위해 천골에서 이동성을 얻었습니다. 결과적으로 개구리는 척추 동물의 확실한 챔피언 점퍼로, 몸길이가 50 미터가 넘고 거리는 8 피트가 넘습니다. [1]
저장된 에너지를 통한 전력 증폭
Grasshopper 는 탄성 에너지 저장 장치를 사용하여 점프 거리를 늘립니다. 파워 출력이 점프 거리의 주요 결정 요인이지만 (위에서 언급 한 바와 같이) 생리적 제약은 근력을 근육 킬로그램 당 약 375W로 제한합니다. [2] 이러한 한계를 극복하기 위해 메뚜기는 내부 "잡기 메커니즘"을 통해 다리를 고정하고 근육은 탄력있는 아포 데미 (척추 힘줄 과 유사)를 늘립니다 . 캐치가 풀리면 아포 뎀은 빠르게 에너지를 방출합니다. 아포 뎀은 근육보다 더 빨리 에너지를 방출하기 때문에 에너지를 생산 한 근육의 출력을 초과합니다.
이것은 사람이 손으로 화살을 던지는 것과 활을 사용하는 것과 유사합니다. 탄성 저장소 (활)를 사용하면 근육이 힘-속도 곡선 에서 등각 투영에 더 가깝게 작동 할 수 있습니다 . 이것은 근육이 더 긴 시간에 걸쳐 일할 수있게하여 다른 방법보다 더 많은 에너지를 생산하는 반면, 근육이 할 수있는 것보다 빠르게 작동하는 탄성 요소가 방출됩니다. 탄성 에너지 저장의 사용은 점프하는 포유류와 개구리에서 발견되었으며, 동등한 근육 질량의 2 배에서 7 배에 이르는 힘이 그에 비례하여 증가합니다. [삼]
분류
점프를 분류하는 한 가지 방법은 발 이동 방식입니다. [4] 이 분류 시스템에서는 다섯 가지 기본 점프 형식이 구분됩니다.
- 점프 – 2 피트에서 점프 및 착지
- 홉 – 한 발에서 점프하여 같은 발로 착지
- 도약 – 한 발에서 점프하고 다른 발로 착지
- 조립 – 한 발에서 점프하여 두 발로 착지
- Sissonne – 두 발에서 점프하고 한 발로 착지
구별되는 뛰어 내리는 걸음 걸이, 실행 (참조 걸음 걸이를 로코가 ) 포함 구보 , 질주 , 그리고 pronging . [5]
높이 향상 장치 및 기술
점프의 높이는 트램폴린 을 사용 하거나 하프 파이프 와 같은 장치 를 사용하여 수평 속도를 수직 속도로 변환 하여 증가시킬 수 있습니다 .
운동 선수의 수직 점프 높이를 높이기 위해 다양한 운동을 사용할 수 있습니다. 이러한 운동의 한 범주 인 플라이 오 메트릭 (plyometrics) 은 속도, 민첩성 및 힘을 높이기 위해 개별 점프 관련 동작을 반복합니다.
연구에 따르면 신체 활동이 더 많은 어린이는 다른 기본 운동 기술과 함께 더 능숙한 점프 패턴을 보입니다. [6]
또한 어린이의 점프 발달은 연령과 직접적인 관련이 있습니다. 아이들이 성장함에 따라 모든 형태의 점프 능력도 증가하는 것으로 보입니다. 점프 발달은 어린 나이에 신체적 차이가 적기 때문에 성인보다 어린이에서 더 쉽게 식별 할 수 있습니다. 같은 나이의 성인은 신체와 운동 능력이 크게 다를 수 있으므로 나이가 점프 능력에 어떤 영향을 미치는지 알기 어렵습니다. [7]
또한보십시오
- 점프 활동 목록
- 소설 속의 순간 이동
참고 문헌
- ↑ Zug, GR (1978). "아누 란 운동 : 구조 및 기능. II. 반수생, 육상 및 수목 개구리의 점프 성능". 스미소니언 동물학에 대한 기여 (276) : iii–31.
- ^ 마쉬, RL (1994). "아누 란 양서류의 점핑 능력". 수의학 및 비교 의학의 발전 (38) : 51–111.
- ^ Peplowski, MM; 마쉬, RL (1997). "점프 중 쿠바 청개구리 Osteopilus septentrionalis의 뒷다리 근육에서 작업 및 전력 출력". J. Exp. Biol. (200) : 2861–70.
- ^ Peggy Hackney, Sarah Manno (편집자), Muriel Topaz (편집자)의 초등 Labanotation 를 위한 학문 가이드
- ^ Tristan David Martin Roberts (1995) 이해 균형 : 자세와 운동의 역학 , Nelson Thornes, ISBN 0-412-60160-5 .
- ^ Raudsepp, Lennart; Päll, Peep (2006 년 11 월). "초등학생의 기본 운동 능력과 학교 밖 신체 활동과의 관계". 소아 운동 과학 . 18 (4) : 426–35. doi : 10.1123 / pes.18.4.426 .
- ^ Utesch, T .; Dreiskämper, D .; Strauss, B .; Naul, R. (2018 년 1 월 1 일). "어린 시절에 걸친 체력 구조의 발전". 스칸디나비아 스포츠 의학 및 과학 저널 . 28 (1) : 212–19. DOI : 10.1111 / sms.12889을 . ISSN 1600-0838 .