Das Springen oder Springen sind eine Form der Ortsveränderung oder Bewegung, in der ein Organismus oder (z.B robotic) nichtlebend, mechanisches System sich durch die Luft entlang einer ballistischen Schussbahn antreibt. Das Springen kann vom Laufen, galoppierende und andere Gehweisen bemerkenswert sein, wo der komplette Körper durch die relativ lange Dauer der Luftphase und den hohen Winkel des anfänglichen Starts provisorisch Bord-ist.

Einige Tiere, wie das Känguru, verwenden das Springen (das allgemein genannte Hüpfen in diesem Beispiel) als ihre primäre Form der Ortsveränderung, während andere, wie Frösche, es nur als ein Mittel verwenden, Raubfischen zu entkommen. Das Springen ist auch ein Hauptmerkmal von verschiedenen Tätigkeiten und Sportarten, einschließlich des Weitsprungs, Hochsprungs und Show-Springens.

Physik des Springens

Das ganze Springen ist mit der Anwendung der Kraft gegen ein Substrat verbunden, das der Reihe nach eine reaktive Kraft erzeugt, die den Springer weg vom Substrat antreibt. Jeder Festkörper oder Flüssigkeit, die dazu fähig ist, eine gegenüberliegende Kraft zu erzeugen, können als ein Substrat, einschließlich des Bodens oder Wassers dienen. Beispiele der Letzteren schließen das Delfin-Durchführen ein, Sprünge reisend, und Inder jagt Frösche, die Stehen durchführen, springen von Wasser.

Springende Organismen sind bedeutenden aerodynamischen Kräften und infolgedessen selten unterworfen, ihre Sprünge werden durch die grundlegenden physischen Gesetze von ballistischen Schussbahnen geregelt. Folglich, während ein Vogel in die Luft springen kann, um Flug zu beginnen, wird keine Bewegung, die es sobald Bord-durchführt, betrachtet springend, wie die anfänglichen Sprungbedingungen nicht mehr seine Flugroute diktieren.

Im Anschluss an den Moment des Starts (d. h., anfänglicher Verlust des Kontakts mit dem Substrat), wird ein Springer einen parabolischen Pfad überqueren. Der Einkopplungswinkel und die Initiale fahren los Geschwindigkeit bestimmen die Reiseentfernung, Dauer und Höhe des Sprungs. Die maximale mögliche horizontale Reiseentfernung kommt an einem Einkopplungswinkel von 45 Graden vor, aber jeder Einkopplungswinkel zwischen 35 und 55 Graden wird auf neunzig Prozent der maximalen möglichen Entfernung hinauslaufen.

Muskeln (oder andere Auslöser in nichtlebenden Systemen) tun physische Arbeit, kinetische Energie zum Körper des Springers über den Kurs einer treibenden Phase eines Sprungs hinzufügend. Das läuft auf eine kinetische Energie am Start hinaus, der zum Quadrat der Geschwindigkeit des Springers proportional ist. Je mehr Arbeit die Muskeln, desto größer die Start-Geschwindigkeit und so das größere die Beschleunigung und kürzer der Zeitabstand der treibenden Phase des Sprungs tut.

Mechanische Macht (arbeiten pro Einheitszeit), und die Entfernung, über die diese Macht (z.B, Bein-Länge) angewandt wird, sind die Schlüsseldeterminanten der Sprung-Entfernung und Höhe. Infolgedessen haben viele springende Tiere lange Beine und Muskeln, die für die maximale Macht gemäß der mit der Kraftgeschwindigkeitsbeziehung von Muskeln optimiert werden. Die maximale Macht-Produktion von Muskeln wird jedoch beschränkt. Um diese Beschränkung zu überlisten, strecken viele springende Arten langsam elastische Elemente, wie Sehnen oder apodemes vor, um Arbeit als Beanspruchungsenergie zu versorgen. Solche elastischen Elemente können Energie an einer viel höheren Rate (höhere Macht) veröffentlichen als gleichwertige Muskelmasse, so Start-Energie zu Niveaus außer vergrößernd, wozu Muskel allein fähig ist.

Ein Springer kann entweder stationär oder bewegend sein, wenn er einen Sprung beginnt. In einem Sprung vom stationären (d. h., einem Stehsprung), wird die ganze Arbeit, die erforderlich ist, den Körper durch den Start zu beschleunigen, in einer einzelnen Bewegung getan. In einem bewegenden Sprung oder Sprung führend, führt der Springer zusätzliche vertikale Geschwindigkeit am Start ein, während er so viel horizontalen Schwung wie möglich erhält. Verschieden von stationären Sprüngen, in denen die kinetische Energie des Springers am Start allein wegen der Sprung-Bewegung ist, haben bewegende Sprünge eine höhere Energie, die sich aus der Einschließung der horizontalen Geschwindigkeit ergibt, die dem Sprung vorangeht. Folglich sind Springer im Stande, größere Entfernungen zu springen, wenn sie von einem Lauf anfangen.

Anatomie

Tiere verwenden ein großes Angebot an anatomischen Anpassungen für das Springen. Diese Anpassungen sind exklusiv mit dem Start beschäftigt, weil jede Poststart-Methode, Reihe zu erweitern oder den Sprung zu kontrollieren, aerodynamische Kräfte verwenden muss, und so betrachtet wird, gleitend oder mit dem Fallschirm abspringend.

Wasserarten zeigen selten irgendwelche besonderen Spezialisierungen für das Springen. Diejenigen, die gute Springer gewöhnlich sind, werden in erster Linie an die Geschwindigkeit angepasst, und führen bewegende Sprünge durch, indem sie einfach zur Oberfläche an einer hohen Geschwindigkeit schwimmen. Einige in erster Linie Wasserarten, die springen können, während auf dem Land, wie Schlamm-Kapitäne, so über einen leichten Schlag des Schwanzes tun.

Gliedermorphologie

In Landtieren ist die primäre treibende Struktur die Beine, obwohl einige Arten ihre Schwänze verwenden. Typische Eigenschaften der springenden Arten schließen lange Beine, große Bein-Muskeln und zusätzliche Gliederelemente ein.

Lange Beine vergrößern die Zeit und Entfernung, über die ein springendes Tier gegen das Substrat stoßen kann, so mehr Macht und schneller, weitere Sprünge erlaubend. Große Bein-Muskeln können größere Kraft erzeugen, auf verbesserte springende Leistung hinauslaufend. Zusätzlich zu verlängerten Bein-Elementen haben viele springende Tiere Fuß- und Knöchel-Knochen modifiziert, die verlängert werden und zusätzliche Gelenke besitzen, effektiv mehr Segmente zum Glied und noch mehr Länge hinzufügend.

Frösche sind ein ausgezeichnetes Beispiel aller drei Tendenzen: Frosch-Beine können fast zweimal die Körperlänge sein, Bein-Muskeln können für bis zu zwanzig Prozent des Körpergewichts verantwortlich sein, und sie haben den Fuß, das Schienbein und den Schenkel nicht nur verlängert, aber die Knöchel-Knochen in ein anderes Gliedergelenk erweitert und ähnlich die Hüfte-Knochen erweitert und Beweglichkeit am sacrum für ein zweites 'Extragelenk' gewonnen. Infolgedessen sind Frösche die unbestrittenen Meisterspringer von Wirbeltieren, mehr als fünfzig Körperlängen, eine Entfernung von mehr als acht Fuß springend.

Macht-Erweiterung durch die versorgte Energie

bekannt, verwenden Grashüpfer elastische Energielagerung, um springende Entfernung zu vergrößern. Wie bemerkt, oben ist Macht-Produktion eine Hauptdeterminante der Sprung-Entfernung, aber physiologische Einschränkungen beschränken Muskelmacht zu etwa 375 Watt pro Kilogramm des Muskels. Um diese Beschränkung zu überwinden, verankern Grashüpfer ihre Beine über einen inneren "Fang-Mechanismus", während ihre Muskeln einen elastischen apodeme (ähnlich einer Wirbelsehne) strecken. Wenn der Fang veröffentlicht wird, veröffentlicht der apodeme schnell seine Energie. Weil der apodeme Energie schneller veröffentlicht als Muskel, überschreitet seine Macht-Produktion die des Muskels, der die Energie erzeugt hat.

Das ist einem Menschen analog, der einen Pfeil mit der Hand gegen das Verwenden eines Bogens wirft; der Gebrauch der elastischen Lagerung (der Bogen) erlaubt den Muskeln, näher am isometrischen auf der mit der Kraftgeschwindigkeitskurve zu funktionieren. Das ermöglicht den Muskeln, Arbeit im Laufe einer längeren Zeit zu tun und so mehr Energie zu erzeugen, als sie sonst gekonnt haben, während die elastischen Element-Ausgaben, die schneller arbeiten als die Muskeln, können. Der Gebrauch der elastischen Energielagerung ist in springenden Säugetieren sowie in Fröschen, mit entsprechenden Zunahmen in der Macht im Intervall von zwei bis siebenmal mehr als das der gleichwertigen Muskelmasse gefunden worden.

Klassifikation

Eine Weise, das Springen zu klassifizieren, ist durch die Weise der Fußübertragung. In diesem Klassifikationssystem sind fünf grundlegende Sprung-Formen bemerkenswert:

• Sprung — springend von und auf zwei Fuß landend
• Sprung — von einem Fuß springend und auf demselben Fuß landend
• Sprung — von einem Fuß springend und auf dem anderen Fuß landend
• Versammeln Sie sich — von einem Fuß springend und auf zwei Fuß landend
• Sissonne — von zwei Fuß springend und auf einem Fuß landend

Springende Gehweisen, die davon verschieden sind, Gehweisen zu führen (sieh Ortsveränderung), schließen ein, galoppierend, und pronging langsam zu galoppieren.

Geräte und Techniken, um springende Höhe zu erhöhen

Die Höhe eines Sprungs kann durch das Verwenden eines Trampolins oder durch das Umwandeln horizontaler Geschwindigkeit in die vertikale Geschwindigkeit mithilfe von einem Gerät wie eine halbe Pfeife vergrößert werden.

Verschiedene Übungen können verwendet werden, um eine vertikale springende Höhe eines Athleten zu vergrößern. Eine Kategorie solcher Übungen — plyometrics — verwendet Wiederholung von getrennten Springen-zusammenhängenden Bewegungen, um Geschwindigkeit, Behändigkeit und Macht zu vergrößern.

Siehe auch

• Liste von springenden Tätigkeiten
• Das Videospiel-Springen: Häschen hüpfend, das Rakete-Springen, der bombardieren springende, trickjump