2020 Tokyo Olimpiyatları'nın 100 metre koşunun galibi Lamont Marcell Jacobs, hatta dünyanın gelmiş geçmiş en hızlı atletli Usain Bolt'un yarışta bir evcil kediyi geçemeyeceğini biliyor muydunuz? Peki karadaki canlıların koşu hızını belirleyen unsurlar nedir?
REKLAM2020 Tokyo Olimpiyatlarında 100 metre koşusunu galibi Lamont Marcell Jacobs, hatta dünyanın gelmiş geçmiş en hızlı atleti Usain Bolt'un bile yarışta bir evcil kediyi geçemeyeceğini biliyor muydunuz?
Usain Bolt 2009'da 9,58 saniye ile 100 metre koşuda dünya rekoru kırdığında, saatte ortalama 37,58 km hıza ulaştı. Sağlıklı bir kedi ise saatte 40 km hızla 100 metreyi 9 saniyede koşma kapasitesine sahip. Dünyanın en hızlı kara hayvanı olan çitalar ise saatte 110 km hıza çıkabiliyor.
Peki karadaki canlıların koşu hızını belirleyen unsurlar nedir? Neden bir insan yarışta bir kediyi yenemez?
Almanya'nın Stuttgart Üniversitesi'nden biyomekanist Michael Günther liderliğindeki bir grup bilim insanı, hayvanlar aleminde maksimum koşu hızlarını belirleyen fizik kurallarını tanımladı.
Journal of Theoretical Biology'de yayınlanan çalışmada, hızı optimize etmek için hangi vücut tasarımın etkili olduğunu, genel boy, bacak uzunluğu, kas yoğunluğu ve daha fazlasını içeren kompleks bir model sunuldu.
Belirleyici iki ana faktör: Hava direnci ve atalet
Hangi unsurların hızı artırdığını veya sınırladığını bulmak için araştırmacılar, yalnızca fizik ilkelerine hitap edecek bir açıklama bulmak istedi.
Bu nedenle, vücudun şekli, yarışın geometrisi ve vücuda etki eden kuvvetlerin dengesi ile ilgili 40'tan fazla parametreden oluşan bir model oluşturdu.
Araştırmacılar, iki ana unsurun maksimum hızı sınırladığı sonucuna vardı. Birincisi, hava direnci yani gövdeyi öne doğru itmeye çalıştıklarında bacaklara etki eden karşıt kuvvet.
Oyuna giren diğer unsur ise atalet, yani bir cismin hareketsizlik durumundan hızlanmaya karşı direnci. Atalet, havadaki direncin aksine kütle ile artıyor. Yani bir canlı koşmaya başladığında kendi kütlesini hızlandırması zaman alıyor, bu da ne kadar büyükse gecikme o kadar uzun oluyor.
Bilim insanlarına göre bu iki elementi kontrol etmek için ideal ağırlık 50 kilo civarında. Yani çita ve antilopların ortalama ağırlığı.
Bolt'un rekoru, teorik maksimum hıza çok yakın
Bu çalışma ile Michael Günther ve meslektaşları, farklı vücut şekilleri için teorik maksimum hızları da tahmin edebildi. Ortalama insan vücudu, seçilen hayvanlar arasında, kedilerin ardından son sırada yer alıyor.
Yani birisi bir gün Usain Bolt'un rekorunu kırsa bile muhtemelen çok daha hızlı gitmeyecektir. Sprintin biyomekaniği, olası rekorun insan vücudu için mümkün olanın sınırına çok yakın olduğunu kanıtlıyor.
"Evrimimizin nedenlerini, bedeni neden ve nasıl değiştirdiğini bilmekle ilgili" olduğunu vurgulayan Michael Günther, "Bu soruyu kendimize mekanik bir bakış açısıyla sorarsak, vücudun şeklinin evrimin gerekliliklerinden nasıl etkilendiğini gerçekten anlayabiliriz" diye konuştu.