Физика кенгуру: раскрыт секрет энергоэффективности прыжка

Исследователи из Университета Саншайн-Кост (Австралия) сделали прорыв в изучении того, как кенгуру могут прыгать на высоких скоростях, не увеличивая при этом энергетических затрат. Работа, опубликованная в журнале eLife, раскрывает, как изменение позы кенгуру во время прыжков способствует накоплению и возврату энергии через сухожилия. Это компенсирует необходимость в большей мышечной силе при повышеннии скорости. Ученые использовали трехмерные модели для анализа движений кенгуру на различных скоростях. Исследование использовало данные с трехмерной системы захвата движений и силы, воздействующей на землю во время прыжков. Ранее ученые считали, что с увеличением скорости прыжков животных их энергетические затраты должны возрастать. Однако кенгуру опровергли эту теорию, демонстрируя способность поддерживать стабильные энергетические затраты на высоких скоростях. Главная находка исследования заключается в том, что кенгуру на высоких скоростях изменяют угол сгибания своих задних конечностей. Это позволяет им оптимизировать работу голеностопного сустава и значительно повысить эффективность энергии. В ходе прыжков на высокой скорости задняя конечность кенгуру более согнута, что снижает механическую нагрузку на голеностопный сустав и увеличивает накопление упругой энергии в ахилловом сухожилии, , которую оно может накапливать и возвращать за один прыжок. Эта способность помогает кенгуру поддерживать стабильный объем работы в суставе и неизменную мышечную нагрузку, независимо от скорости прыжков. «Мы обнаружили, что чем быстрее кенгуру прыгают, тем больше они приседают. Изменение позы и накопление энергии в голеностопном суставе позволяют кенгуру сохранять высокую энергоэффективность во время прыжков. Однако, это также накладывает ограничения на максимальный размер, которого может достичь вид», — говорит Кристофер Клементе, ведущий автор исследования. Исследование открывает новые перспективы для дальнейших исследований в области биомеханики и экофизиологии. Как лисы ныряют головой в снег и не получают травм — биологи нашли объяснение Робот-ястреб научился взлетать, как настоящая птица: видео Инженеры создали робота-водомерку способного передвигаться по воде: видео Хвосты млекопитающих помогли улучшить акробатику роботов — видео Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram ]]>