Techniklexikon

Fortbewegungsmechanik

Teilgebiet der Biomechanik, welches die Fortbewegung biologischer Systeme (Sprung, Lauf, Schwimmen, Flug, Bewegung mit Hydroskelett, Flagellen- und Cilienbewegungen) mit den Mitteln der technischen Mechanik untersucht. Als Beispiel soll hier der Sprung der Wüstenheuschrecke Schistocerca gregaria 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. 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.