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Lexikon der Biologie: Fortbewegungsmechanik

Fortbewegungsmechanik, Teilgebiet der Biomechanik, welches sich bewegende biologische Systeme (Sprung, Lauf [Gangart], Schwimmen, Flug, Bewegungen mit Hydroskelett, Flagellen- und Cilienbewegungen [Cilien]) mit den Mitteln der technischen Mechanik untersucht. Als Beispiel soll hier der Sprung der Wüstenheuschrecke Schistocerca gregaria (Wanderheuschrecken) betrachtet werden. Bei einer Körpermasse von 3 g, einem Absprungwinkel von 55° und einer Sprungweite von 80 cm muß eine Mindeststartgeschwindigkeit von 2,81 m/s erreicht werden. Zur Beschleunigung steht eine Sprungbeinlänge von ca. 4 cm zu Verfügung, daraus folgt eine mittlere Beschleunigung von etwa der zehnfachen Erdbeschleunigung. Die dazu benötigte Muskelkraft beträgt ca. 5 N (N = Newton = 1kg·m/s2). Im Bereich des Apodems des Hauptsprungmuskels beträgt die Spannung 500 N/mm2, was schon 83% von dessen Reißfestigkeit ausmacht! Da kleine Springer kürzere Sprungbeinlängen und eine größere Oberfläche pro Masseeinheit (und damit einen größeren Luftwiderstand) haben, sind sie physikalisch großen Tieren im Sprung unterlegen. Biomechanik, Bionik, Biophysik, Fortbewegung.

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