ジャンピング

バンドウイルカのジャンプ

すべてのジャンプは、基板に対して力を加えることを含み、それは次に、ジャンパーを基板から遠ざけるように推進する反力を生成する。反対の力を生み出すことができる任意の固体または液体は、地面または水を含めて、基質として機能することができます。後者の例としては、イルカが移動ジャンプを実行したり、インドのスキッターカエルが水から立ってジャンプを実行したりします。

ジャンプする生物が大きな空気力を受けることはめったになく、その結果、ジャンプする生物は弾道の基本的な物理法則に支配されます。その結果、鳥は飛行を開始するために空中に飛び込む可能性がありますが、最初のジャンプ条件が飛行経路を決定しなくなったため、空中に浮かんでいると鳥が実行する動きはジャンプと見なされません。

打ち上げの瞬間（つまり、基板との最初の接触が失われる）に続いて、ジャンパーは放物線軌道を通過します。発射角度と初期発射速度によって、ジャンプの移動距離、持続時間、高さが決まります。可能な最大水平移動距離は45度の発射角度で発生しますが、35〜55度の発射角度では、可能な最大距離の90％になります。

スプリット飛躍によって実行 アクロダンサー。これは、ダンスで見られる飛躍のいくつかのタイプの1つです。

静止位置からジャンプする犬

筋肉（または非生体システムの他のアクチュエーター）は物理的な仕事をし、ジャンプの推進段階の過程でジャンパーの体に運動エネルギーを追加します。これにより、発射時の運動エネルギーはジャンパーの速度の2乗に比例します。筋肉がより多くの仕事をするほど、発射速度が大きくなり、したがって加速が大きくなり、ジャンプの推進段階の時間間隔が短くなります。

機械的動力（単位時間あたりの仕事）とその動力が適用される距離（たとえば、脚の長さ）は、ジャンプ距離と高さの重要な決定要因です。その結果、多くのジャンプする動物は、筋肉の力と速度の関係に従って最大の力に最適化された長い脚と筋肉を持っています。ただし、筋肉の最大出力は制限されています。この制限を回避するために、多くのジャンプ種は、腱やアポデムなどの弾性要素をゆっくりと事前に伸ばして、ひずみエネルギーとして作業を保存します。このような弾性要素は、同等の筋肉量よりもはるかに高い速度（より高いパワー）でエネルギーを放出できるため、発射エネルギーを筋肉だけで可能なレベルを超えて増加させます。

ジャンパーは、ジャンプを開始するときに静止しているか移動している可能性があります。静止状態からのジャンプ（つまり、立ちジャンプ）では、発射によって体を加速するために必要なすべての作業が1回の動きで行われます。移動ジャンプやランニングジャンプできるだけ水平勢いとして保存しながら、ジャンパーは、起動時に追加の垂直速度を導入しています。発射時のジャンパーの運動エネルギーがジャンプの動きのみに起因する静止ジャンプとは異なり、移動ジャンプは、ジャンプに先行する水平速度を含めることにより、より高いエネルギーを持ちます。その結果、ジャンパーは、ランから開始するときに、より長い距離をジャンプすることができます。

ウシガエルの細長い手足の骨や余分な関節を示すスケルトン、。赤いマークは、カエルの骨が実質的に伸びていることと、関節が可動になっていることを示しています。青は、修正されていない、または少しだけ伸びている関節と骨を示します。

動物はジャンプのために多種多様な解剖学的適応を使用します。範囲を拡張したりジャンプを制御したりする発射後の方法は空気力を使用する必要があるため、これらの適応は発射にのみ関係し、したがって滑空またはパラシュートと見なされます。

水生種は、ジャンプのための特定の専門分野を示すことはめったにありません。優れたジャンパーであるものは、通常、主に速度に適応しており、高速で水面に泳ぐだけで移動ジャンプを実行します。オキスデルシスなど、陸上でジャンプできるいくつかの主に水生種は、尾をフリックすることでジャンプします。

四肢の形態

陸生動物では、主な推進構造は脚ですが、いくつかの種は尾を使用しています。ジャンプ種の典型的な特徴には、長い脚、大きな脚の筋肉、および追加の手足の要素が含まれます。

長い脚は、ジャンプする動物が基板を押すことができる時間と距離を増やし、したがって、より多くの力とより速く、より遠くのジャンプを可能にします。大きな脚の筋肉はより大きな力を生み出すことができ、その結果、ジャンプのパフォーマンスが向上します。細長い脚の要素に加えて、多くのジャンプする動物は、伸びて追加の関節を持っている足と足首の骨を修正し、効果的に手足にさらに多くのセグメントとさらに長い長さを追加しています。

カエルは3つの傾向すべての優れた例です。カエルの脚は体長のほぼ2倍になる可能性があり、脚の筋肉は体重の最大20％を占める可能性があり、足、すね、太ももを伸ばすだけでなく、足首も伸ばします。骨を別の四肢の関節に入れ、同様に股関節の骨を伸ばし、仙骨で2番目の「余分な関節」の可動性を獲得しました。その結果、カエルは脊椎動物の誰もが認めるチャンピオンジャンパーであり、体長50フィート、距離8フィートを超えて跳躍します。^[1]

蓄積されたエネルギーによる電力増幅

バッタは弾性エネルギー貯蔵を使用してジャンプ距離を伸ばします。パワー出力はジャンプ距離の主要な決定要因ですが（上記のとおり）、生理学的制約により、筋力は筋肉1キログラムあたり約375ワットに制限されます。^[2]この制限を克服するために、バッタは内部の「キャッチメカニズム」を介して脚を固定し、筋肉は弾性アポデムを伸ばします（脊椎動物の腱に似ています）。キャッチが解放されると、アポデムは急速にそのエネルギーを解放します。アポデムは筋肉よりも速くエネルギーを放出するため、その出力はエネルギーを生成した筋肉の出力を上回ります。

これは、人間が弓を使うのではなく、手で矢を投げるのに似ています。弾性ストレージ（弓）を使用すると、筋肉が力-速度曲線上で等角に近く動作することができます。これにより、筋肉はより長い時間にわたって仕事をすることができ、それにより、他の方法よりも多くのエネルギーを生成することができます。一方、弾性要素は、筋肉よりも速く働くように解放されます。弾性エネルギー貯蔵の使用は、ジャンプする哺乳類やカエルで見られ、同等の筋肉量の2倍から7倍の範囲で力が比例して増加します。^[3]

ジャンプを分類する1つの方法は、足の移動方法です。^[4]この分類システムでは、5つの基本的なジャンプ形式が区別されます。

• ジャンプ–両足からジャンプして着地する
• ホップ–片方の足からジャンプして同じ足に着地する
• 跳躍–片方の足からジャンプしてもう一方の足に着地する
• アセンブル–片足からジャンプして両足に着地
• シソンヌ– 2フィートからジャンプし、片足に着地

区別される跳躍歩容、実行（参照歩容ロコモーションが）含むcantering、ギャロップ、及びpronging。^[5]

トランポリンでジャンプする人

ジャンプの高さは、トランポリンを使用するか、ハーフパイプなどのデバイスを使用して水平速度を垂直速度に変換することによって増やすことができます。

アスリートの垂直跳びの高さを上げるために、さまざまなエクササイズを使用できます。このようなエクササイズの1つのカテゴリであるプライオメトリックスは、速度、敏捷性、およびパワーを向上させるために、個別のジャンプ関連の動きの繰り返しを採用しています。

研究では、より身体的に活発な子供は、（他の基本的な運動技能とともに）より熟練したジャンプパターンを示すことが示されています。^[6]

子供のジャンプ発達は年齢と直接的な関係があることにも注意してください。子供が成長するにつれて、あらゆる形態のジャンプ能力も向上することがわかります。ジャンプの発達は、若い年齢では身体的な違いが少ないという事実のために、大人よりも子供でより簡単に識別できます。同じ年齢の大人は、身体性と運動能力の点で大きく異なる可能性があり、年齢がジャンプ能力にどのように影響するかを理解することは困難です。^[7]

• ジャンプ活動のリスト
• フィクションでのテレポート