Высота прыжка животного

Высота прыжка животного  есть константа планеты
Ограничимся животными одинаковых типов, например, млекопитающими.
На рисунке показаны три последовательные стадии прыжка животного.
Левая схема – приседание перед прыжком, средняя – конец отталкиваня, правая – результат.
Работа, производимая мышцами, равна Td,т. е. произведению силы давления
на землю T на расстояние, на котором действует эта сила d.
Эта работа пойдёт на подъём тела на высоту  h.
 Если масса животного равна m, то его вес на планете с  ускорением силы тяжести  g будет mg.
Работа мышц должна быть равна работе подъёма тела mg*h
                Td= mgh , откуда  h=Td/mg
Т лимитируется механической прочностью конечности на сжатие, т.е площадью поперечного сечения кости, которая пропорциональна квадрату роста животного ,
т. е. Т ~ L2,  вес животного пропорционален кубу роста, следовательно, высота прыжка
             h=Td/mg ~ L2L/gL3~1/g
Итак, h не зависит от размера животного, а зависит только от велиичины
 g – ускорения свободного падения на этой планете .
То есть  высота прыжка животного  есть константа планеты.
И в самом деле,  на Земле маленький тушканчик может прыгнуть примерно так же высоко, как и крупный кенгуру.

Попробуем определить максимальную величину прыжка в высоту на Земле.
Прочность костной ткани при сжатии  не менее 1500kg/cm2.
У нормального человека самая тонкая кость над лодыжкой имеет наружный   диаметр примерно 3см и внутренний диаметр  около 2.4см, т.е  площадь поперечного сечения
                f= (;*32/4 - ;*2.42/4)= 7.06-4.52=2.9сm2. 
Она может выдержать нагрузку сжатия не более  T=2.9*1500=4360kg.
Перед прыжком спортсмен весом  mg = 80 kg приседает па глубину, примерно равную
                d =50сm.
Затем, напрягая мышцы, он с силой распрямляет ногу на эти же  d =50сm.
На этом расстоянии и будет действовать сила мышц, равная  T=4360 kg.
Будет произведена работа  Td =4360 kg*50см =21805kg сm.
Эта работа пойдёт на подъём тела спортсмена  на высоту
      h=Td/mg=21805 /80=272cm.
Видимо, превзойти эту величину на Земле невозможно.
Мировой рекорд по прыжкам в  высоту равен 245см (1993г. Хавьер Сотомайор, Куба)
                В.Давидович, Израиль, 21.07.2016 = =
P.S.Спортсмен отталкивается одной ногой в конце разбега.  А что, если  перед самым концом разбега сделать прыжок вперед, приземлиться на две ноги и оттолкнуться вверх двумя ногами? Тогда теоретически можно увеличить результат в ;2=1.41 раз.Что скажут тренеры?


Рецензии