Logo

bevægelseshastighed

Print denne opskrift (Ctrl + P)
Kamera Print med billeder
Print uden billeder

Artikel billede

Kurver, der viser de maksimumshastigheder, der kan holdes i forskellig tid af forskellige dyr. Den tilbagelagte afstand er opgivet for det første og sidste punkt på hver kurve.

Den fart, hvormed dyr bevæger sig på land, i vand eller i luften. Forskellige sider af emnet belyses her, f.eks. den tid, hvori dyr kan holde en given hastighed, og den energi, der kræves for at bevæge sig med forskellige hastigheder. De midler, der bruges til bevægelse, behandles under stedbevægelse.

Der findes en hel del nøjagtige registreringer af de hastigheder, som mennesker, heste og mynder har nået inden for sport, men det er vanskeligt at finde pålidelige oplysninger om andre dyr. Gaffelbukken Antilocapra americana er blevet forfulgt i bil med hastigheder på helt op til 97 km i timen, og det ser ud til, at geparden, Acinonyx jubatus i korte perioder kan bevæge sig med en tilsvarende eller endnu større hastighed. Der synes at herske almindelig enighed om, at disse dyr er de hurtigste af alle landjordens dyr. De er øjensynlig langt hurtigere end heste og mynder. Den højeste hastighed, der er blevet registreret for heste, synes at være 70 km i timen for en væddeløbshest med jockey og 64 km i timen for et asiatisk vildæsel, Equus hemionus, der galoperer over åbent land uden rytter. De bedste mynder løber ca. 61 km i timen. Alle hurtige pattedyr har relativt lange ben med mange muskler omkring hofte og skulder, men de nederste dele af deres ben er let bygget, idet de skal accelereres hurtigt frem og tilbage under løbet. Antiloperne har særlig slanke fødder. Slanger har ry for at være hurtige, men den højeste hastighed, som er blevet målt, er i virkeligheden kun 11 km i timen for en sort mamba, Dendroaspis polylepis. Et firben har nået godt og vel det dobbelte. De hurtigste hvirvelløse dyr på landjorden er leddyr, der løber på ben. Regnorme som Lumbricus terrestris kan kun kravle omkring 30 cm i minuttet, og sneglen Helix aspersa det halve af denne distande, men Scutigera coleoptrata, en usædvanlig hurtig skolopender, der er ca. 2,5 cm lang, kan løbe 42 cm i sekundet eller meget nær ved 1,5 km i timen. Søanemoner kravler hen over stenene i vandet med en hastighed på 6 mm i minuttet eller mindre, så langsomt at det i almindelighed ikke bemærkes, at de bevæger sig.

Tunfiskene og deres slægtninge er sandsynligvis de hurtigste dyr i vandet. Deres hastighed skyldes deres store størrelse og strømlinede form samt en indretning af blodkarrene, der sætter dem i stand til at holde musklerne varmere end det vand, de svømmer i. (Jo højere en muskels temperatur er, inden for visse grænser, jo større kraft kan den udvikle). Man har undersøgt deres svømmehastighed ved hjælp af en anordning, som måler hastigheden, hvormed fisken haler en line ud. Den største hastighed, man har noteret, er 42 knob (eller 77 km i timen), som kun blev holdt et øjeblik af en makrelfisk, Ancanthocybium solandri, der er 113 cm lang. Hastigheder, der nærmer sig denne, er blevet noteret for to arter af tun, Thunnus, og det hævdes på baggrund af mindre pålidelige vidnesbyrd, at nogle af de større hvaler kan svømme 48 - 64 km i timen.

Mursejleren, Apus apus, er en af de hurtigste fugle og kan flyve mindst 100 km i timen i stille vejr. Insekter flyver meget langsommere, men man har målt, at en hurtig guldsmed, Aeschna cyanea, er i stand til at flyve 54 km i timen. Lad os se på to dyr med ens proportioner, men forskellig størrelse. Vi tænker os, at det største har dobbelt så store lineære mål som det lille; dvs. at det har fire gange så stort et overfladeareal og otte gange så stor vægt. Man kunne antage, at det ville være dobbelt så hurtigt som det lille dyr, men ville denne antagelse være berettiget? Det meste af det arbejde, der udføres af et løbende pattedyr, bruges til at overvinde dets lemmers inerti, når deres fart sættes op og ned. Det arbejde, der skal udføres ved hvert skridt, er proportionalt med lemmernes masse og kvadratet på løbehastigheden (dvs. kroppens hastighed, som fødderne skal accelereres i forhold til, når de rammer jorden). Vort store dyr, med lemmer der er otte gange så tunge som hos det lille dyr, skal udføre otte gange så meget arbejde imod deres inerti ved hvert skridt under forudsætning af, at de begge løber med samme hastighed. Musklerne, som accelererer lemmerne, er otte gange så store hos det større dyr. De skulle derfor være i stand til at udføre netop otte gange så meget arbejde i den enkelte sammentrækning, de foretager ved hvert skridt. Vi kan altså forvente, at vore to dyr vil have samme tophastighed. (Dette indebærer; at selvom det store dyr kunne tage dobbelt så lange skridt, kunne det kun forventes at tage halvt så mange inden for et givet tidsrum). Mynder kan kun løbe ca. 10% hurtigere end whippet'er (en lille mynderace), skønt deres ben er 50% længere. I virkeligheden er der naturligvis andre faktorer ved siden lemmernes inerti, som påvirker hastigheden, og dyr af forskellig størrelse har aldrig de samme proportioner. Teoretiske overvejelser vedrørende forholdet mellem hastighed og størrelse hos svømmende dyr vanskeliggøres ved at der er flere alternative forudsætninger for beregningerne. På grundlag af eksperimenter ser det ud til at være en regel, at en fisk kan svømme 1 til 2 gange så hurtigt som en lignende fisk, der er halvt så lang. Muskler optager energi fra iltning af næringsstoffer. Mange muskler kan udføre en begrænset mængde arbejde ud over den mængde, hvortil der er ilt for øjeblikket, men bagefter, når dyret hviler sig efter anstrengelsen, kræves tilførsel af en tilsvarende iltmængde. Det er grunden til, at en mand kan holde vejret under et kort løb, men ånder så meget des hurtigere, mens han genvinder kræfterne efter løbet. Hastigheden undet det kortvarige sprint begrænses kun af musklernes evner, men under et langvarigt løb skal en iltmængde, der svarer til det meste af den energi, der forbruges, leveres samtidig, og løbehastigheden begrænses af den hastighed, hvormed lungerne og blodomløbet kan levere ilt til musklerne. Den maksimalt mulige hastighed aftager derfor, efterhånden som en løbe- eller svømmetur bliver længere. Det samme gælder for andre dyr, som fig. 1 viser. Bemærk, at ørredens maksimumshastighed aftager særlig hurtigt under svømningens første få sekunder.

Den hastighed hvormed energi forbruges under bevægelse (dvs. den kraft, bevægelsen kræver) kan beregnes ved at måle iltforbruget. Fig. 2 viser de målte resultater for fisk, der svømmer, fugle, der flyver, og mænd, der går og løber. Alle målingerne blev foretaget på dyr, som i virkeligheden var stationære i et laboratorium: laksen svømmede imod strømmen i et rør, fyldt med jævnt løbende vand, undulaterne fløj imod vinden i en vindtunnel, og mændene gik eller løb på et kørende bånd.

Disse arrangementer gjorde det lettere at indsamle analyseprøver af luften (eller vandet), der var blevet udåndet. Den nødvendige kraft vokser med hastigheden både hos laks og mænd. Læg mærke til, at kurven for laksen er krum: der kræves meget mere ekstrakraft for at øge hastigheden fra 1,6-2,4 km i timen, end fra 0-0,8 km i timen. kurven for gående mænd er ligeledes krum, men for løb er den lige. Så vidt det kan bedømmes ved at forlænge kurverne (stiplede linier), kræver løb større kraft end gang ved hastigheder under 8 km i timen og mindre ved hastigheder over 8 km i timen. Den kraft, en flyvende undulat bruger, forekommer høj, når den sammenlignes med laks og mænd, men små, ensvarme dyr er i almindelighed i stand til meget høje kraftydelser. Endvidere er flyvning hurtig, og en fugl bruger mindre energi til at flyve en kilometer, end et pattedyr med samme vægt ville bruge til at løbe en kilometer. (En fisk med samme vægt, som svømmer en kilometer, ville kræve endnu mindre energi). En undulat behøver mindre kraft for at flyve 32 km i timen end for at flyve enten hurtigere eller langsommere. På samme måde og af de samme årsager har et fly en hastighed, der kræver minimumskraft, og bruger mere brændstof inden for en given periode ved at flyve hurtigere eller langsommere. Mindstekraft-hastigheden er ikke nødvendigvis den mest økonomiske hastighed at flyve med, når man tager prisen for at være i luften i betragtning. En undulat, som tilbagelægger en given distance i stille vejr, bruger mere energi, hvis den flyver 32 km i timen, end hvis den flyver en smule hurtigere og sætter sig ved ankomsten: den bedste hastighed ud fra dette synspunkt er ca. 39 km i timen. Dyr bevæger sig i almindelighed langsomt sammenlignet med kørsel med motorkøretøjer, men hvor en rimelig sammenligning er mulig, er det relativt energibesparende. F.eks. bruger en mand, der løber 1,6 km, ca. 110 kalorier. (En kalorie er den varmemængde, der er nødvendig for at opvarme 1 g vand 10°C.). Hvis han kører 1,6 km på knallert med et benzinforbrug på kun 1 liter pr. 42 km, når han sit bestemmelsessted hurtigere, men han vil bruge ca. 250 kalorier ved forbrændingen af benzin og omkring andre 10 kalorier ved sin egen respiration.

.............................................................................................................

Facebook
Print denne opskrift (Ctrl + P)
Kamera Print med billeder
Print uden billeder
Klik på den smiley du vil give denne side 
Brugernes vurdering 4,0 (10 stemmer)
Siden er blevet set 7.434 gange - Se og skriv kommentarer herunder.

Kommentarer og debat mellem læsere

Din e-mail bliver ikke vist på sitet.

Afstemning
Hvad hedder USA’s næste præsident?
Effektiv reklame - klik her