Bạn có nhớ vận động viên người Jamaica Usain Bolt, người duy nhất còn sống nắm giữ 8 huy chương vàng Olympic? Phải thừa nhận rằng Bolt đã giải nghệ từ năm 2017 nhưng anh vẫn giữ danh hiệu người chạy nhanh nhất hành tinh với tốc độ khoảng 44 km/h, chạy 100 m chỉ trong 9,58 giây.
Tốc độ như vậy đối với chúng tôi thật khủng khiếp, nhưng trên thực tế nó không bằng tốc độ tối đa của mèo nhà (48 km/h). Và khi đối mặt với báo gêpa (vận tốc lên tới 130 km/h) và linh dương đầu bò (gần 100 km/h), Bolt chỉ còn biết “hít khói”. Nhiều người cho rằng yếu tố quan trọng quyết định tốc độ của một người, một con vật là độ lớn của nhóm cơ: càng khỏe thì càng nhanh. Kết luận này chỉ đúng trong một số trường hợp, nhưng trong một cuộc đua nơi hoang dã, một con voi không bao giờ đánh bại một con linh dương. Vậy đâu mới thực sự là yếu tố then chốt? Mới đây, một nhóm các nhà khoa học do nhà nghiên cứu cơ sinh học Michael Günther đến từ Đại học Stuttgart dẫn đầu đã thiết kế một mô hình phức hợp bao gồm 40 thông số khác nhau như kích thước cơ thể, chiều dài chân, mật độ cơ, đường chạy, tác động vật lý… để trả lời câu hỏi trên.
Bạn đang xem: Tại sao tốc độ của usain bolt không chạy nhanh hơn mèo nhà ?
1.Xác định yếu tố thắng thua
Xem thêm : Vai trò của ngành giao thông vận tải
“Ý tưởng cơ bản là đi sâu vào hai yếu tố hạn chế tốc độ. Đầu tiên là sức cản của không khí – lực đối lập tác động lên mỗi chân khi chúng ta tiến về phía trước. Sức cản của không khí không bị ảnh hưởng bởi khối lượng, vì vậy nó là yếu tố giới hạn tốc độ ở động vật nhỏ. Dựa trên lý thuyết trên, nếu bạn có nhiều cân nặng, bạn sẽ chạy rất nhanh,” Robert Rockenfeller, nhà toán học tại Đại học Koblenz-Landau và là đồng tác giả của nghiên cứu cho biết.
Yếu tố thứ hai là quán tính – lực mà một vật cản lại khi nó tăng tốc từ trạng thái nghỉ – tăng theo khối lượng. Theo Rockenfeller, khi chạy, có một giới hạn thời gian để con vật tăng tốc khối lượng của chính nó: khoảng thời gian từ khi bàn chân được nhấc lên khỏi mặt đất cho đến khi bàn chân rời khỏi sàn. Đây là một tính năng rất hạn chế ở động vật lớn, do khối lượng lớn nên thời gian tăng tốc sẽ ngắn hơn ở động vật nhỏ. Theo kết quả, khối lượng cơ thể tốt nhất để vượt qua lực cản không khí và quán tính là khoảng 50 kg. Đây là trọng lượng trung bình của loài báo và linh dương đầu bò. Một con mèo nhà nặng 100 kg có thể chạy tới 74 km/h. Một con nhện có trọng lượng tương tự, nếu chân của nó đủ khỏe để cơ thể không bị rơi xuống, có thể đạt vận tốc 56 km/h. Tuy nhiên, với một người nặng 100 kg, nó chỉ có thể đạt vận tốc 37 km/h. Nhưng kích thước cơ thể không phải là đặc điểm duy nhất chi phối tốc độ tối đa. Chiều dài chân cũng rất quan trọng. Động vật có chân dài hơn có thể đẩy cơ thể của chúng tiến xa hơn, kéo dài gia tốc của khối lượng cơ thể.
2. Tại sao động vật bốn chân chạy nhanh hơn con người?
Không phải vì chúng ta chỉ có 2 chân, mà vì cơ thể vuông góc với mặt đất khi đứng, đây là tư thế chống đỡ toàn bộ trọng lực. Chúng tôi tiến hóa bằng hai chân để ưu tiên sự cân bằng và ổn định hơn là tốc độ. Động vật bốn chân có khung xương linh hoạt, có thể uốn cong, duỗi thẳng giúp chúng kéo dài thời gian bàn chân tiếp xúc với mặt đất nên chắc chắn chúng chạy nhanh hơn con người.
Còn mỏi cơ thì sao? Theo Günther, nó không đóng vai trò quan trọng. Bất kỳ động vật nào cũng có thể tăng tốc tới ít nhất 90% tốc độ tối đa trước khi hết nhiên liệu. “Sẽ hợp lý hơn nếu gọi đó là cơ chế sinh học chứ không phải là nạn đói nhiên liệu. Các sinh vật đã tiến hóa để khắc phục điều này, nhưng giả thuyết này cần được kiểm tra thêm”, Carl Cloyed, nhà sinh thái học tại Phòng thí nghiệm Hải dương Đảo Dauphin của Alabama, cho biết. trong chuyển động của động vật. Nhưng nhiều nhà khoa học lưu ý rằng việc kiểm tra giả thuyết này đòi hỏi phải bắt động vật sống, quan sát chúng trong phòng thí nghiệm hoặc xem video về quá trình chạy nước rút của chúng. Cách tốt nhất là cấy các cảm biến cơ học bên trong cơ bắp, theo dõi chúng trong môi trường tự nhiên. Tuy nhiên, điều này sẽ phải đối mặt với những lời chỉ trích về đạo đức cũng như những thách thức về hậu cần. Cloyed muốn quan sát những kết luận này đối với động vật sống trong không khí và dưới nước. “Nếu lời giải thích này là đúng, thì nó cũng phải đúng trong các phương tiện truyền thông môi trường khác,” ông nói. Nghiên cứu trên có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Đối với các nhà sinh thái học, họ có thể tìm hiểu xem giới hạn tốc độ ảnh hưởng như thế nào đến sự hình thành dân số, lựa chọn môi trường sống, động lực cộng đồng, v.v. Trong lĩnh vực robot và kỹ thuật y sinh, nghiên cứu mở ra khả năng tối ưu hóa tốc độ trên máy phục hồi chức năng hoặc chi giả. Có thể trong tương lai ai đó sẽ phá kỷ lục của Bolt, nhưng cơ chế sinh học của việc chạy nước rút chứng minh rằng cơ thể chúng ta đã phát triển đến giới hạn của khả năng thể chất. Danh hiệu “Tia chớp” nhanh nhất của người Jamaica hay bất kỳ ai chỉ có thể áp dụng cho con người, còn trong vương quốc động vật, chúng ta không có cơ hội chiến thắng.
3. Mọi người cũng hỏi
Tại sao tốc độ của Usain Bolt không chạy nhanh hơn mèo?
Xem thêm : Đóng bảo hiểm bao lâu thì được rút BHXH 1 lần?
Trả lời: Tốc độ của Usain Bolt và mèo là hai khía cạnh khác nhau trong vận động. Usain Bolt là người, còn mèo có cấu trúc xương, cơ bắp và khả năng chạy độc đáo thích nghi với việc săn mồi. Mèo có sự linh hoạt và phản xạ cao, giúp chúng đạt tốc độ cực nhanh trong khoảng ngắn.
Tại sao Usain Bolt không chạy bằng tốc độ của mèo?
Trả lời: Cấu trúc cơ bắp, xương và hệ thần kinh của con người và mèo khác nhau. Usain Bolt chạy theo cách người, sử dụng chân và cơ bắp cơ học. Mèo sử dụng cả bốn chân và có sự linh hoạt độc đáo để tạo ra động tác chạy nhanh.
Tại sao mèo có khả năng chạy nhanh hơn con người?
Trả lời: Cấu trúc cơ bắp và khung xương của mèo đã được tiến hóa để đáp ứng nhu cầu săn mồi và tồn tại. Mèo có chân linh hoạt, cơ bắp mạnh mẽ và hệ thần kinh phản xạ cao, cho phép chúng chạy nhanh hơn để truy đuổi hoặc thoát khỏi nguy cơ.
Tại sao so sánh tốc độ giữa Usain Bolt và mèo?
Trả lời: So sánh tốc độ giữa Usain Bolt và mèo thường là một cách để thể hiện khả năng vận động đáng kinh ngạc của cả hai. Tuy nhiên, tốc độ của mỗi loài phụ thuộc vào cấu trúc cơ bắp, xương và hệ thần kinh cũng như mục đích và thích nghi trong môi trường sống.
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp