القفز

تصنيف

وفي هذا السياق، القفز من قدم واحدة والهبوط على القدم الأخرى والذي يختلف عن القفز من الركض (انظر الحركة)، تشمل الضرب بالعصا والركض والشق.

علاوةً على ذلك، طريقة واحدة لتصنيف القفز هي طريقة نقل القدم. في نظام التصنيف هذا، يتم تمييز خمسة أشكال أساسية للقفز:

• القفز من على قدمين والهبوط.
• القفز من قدم واحدة والهبوط على نفس القدم.
• القفز من قدم واحدة والهبوط على القدم الأخرى.
• القفز من قدم واحدة والهبوط على قدمين.
• القفز من قدمين والهبوط على قدم واحدة.

فيزيائياً

وفي هذا الصدد، يتضمن القفز تطبيق القوة ضد الركيزة، والتي بدورها تولد قوة رد فعل تدفع العبور بعيداً عن الركيزة. يمكن لأي مادة صلبة أو سائلة قادرة على إنتاج قوة معارضة أن تكون بمثابة ركيزة، بما في ذلك الأرض أو الماء. ومن الأمثلة على ذلك الدلافين التي

من جانب آخر، سرعة الإطلاق، وبالتالي زادت التسارع وقصر الفاصل الزمني لمرحلة الدفع للقفزة.

من جانب آخر، بعد لحظة الإطلاق (أي الفقد الأولي للتلامس مع الركيزة)، سوف يجتاز العبور مساراً مكافئاً. تحدد زاوية الإطلاق وسرعة الإطلاق الأولية مسافة السفر ومدة القفزة وارتفاعها. تحدث أقصى مسافة انتقال أفقية ممكنة بزاوية إطلاق تبلغ 45 درجة، ولكن أي زاوية إطلاق بين 35 و 55 درجة ستؤدي إلى تسعين بالمائة من أقصى مسافة ممكنة.

ومن ناحية أخرى، تقوم بقفزات متنقلة، والضفادع الهندية التي تقوم بقفزات ثابتة من الماء.

وعلى صعيد آخر، تقوم العضلات (أو المحركات الأخرى في الأنظمة غير الحية) بعمل بدني، مضيفة الطاقة الحركية إلى جسم العبور على مدار المرحلة الدافعة للقفز. ينتج عن هذا طاقة حركية عند الإطلاق تتناسب مع مربع سرعة العبور. كلما زاد العمل الذي تقوم به العضلات، زادت

وفي السياق ذاته، قد يكون العبور ثابتاً أو متحركاً عند بدء القفز. في القفز من ثابت (أي قفزة ثابتة)، يتم تنفيذ كل العمل المطلوب لتسريع الجسم من خلال الإطلاق بحركة واحدة. في قفزة متحركة أو قفزة جارية، يقدم العبور سرعة رأسية إضافية عند الإطلاق مع الحفاظ على أكبر قدر ممكن من الزخم الأفقي. على عكس القفزات الثابتة، حيث تكون الطاقة الحركية للقفز عند الإطلاق ناتجة فقط عن حركة القفزة، فإن القفزات المتحركة لها طاقة أعلى ناتجة عن تضمين السرعة الأفقية التي تسبق القفزة. وبالتالي يمكن للقافزين القفز لمسافات أكبر عند البدء من الجري.

من جانب آخر، نادراً ما تخضع الكائنات القافزة لقوى ديناميكية هوائية كبيرة، ونتيجة لذلك تخضع قفزاتها للقوانين الفيزيائية الأساسية للمسارات الباليستية. في حين أن الطائر قد يقفز في الهواء لبدء الرحلة، لا تعتبر أي حركة يقوم بها بمجرد طيرانه قفزة، حيث لم تعد ظروف القفز الأولية تملي مسار طيرانه.

من جهة ثانية، تعد القوة الميكانيكية (العمل لكل وحدة زمنية) والمسافة التي يتم تطبيق هذه القوة عليها (مثل طول الساق) من المحددات الرئيسية لمسافة القفزة والارتفاع. نتيجة لذلك، تمتلك الكثير من الحيوانات القافزة أرجلاً وعضلات طويلة تم تحسينها للحصول على أقصى قدر من القوة بحسب علاقة القوة والسرعة للعضلات. ومع ذلك، فإن أقصى إنتاج للطاقة للعضلات محدود. للتحايل على هذا القيد، تقوم الكثير من الأنواع القافزة بتمديد العناصر المرنة ببطء، مثل الأوتار؛ لتخزين العمل كطاقة إجهاد. يمكن لمثل هذه العناصر المرنة إطلاق الطاقة بمعدل أعلى بكثير (طاقة أعلى) من الكتلة العضلية المكافئة، وبالتالي زيادة طاقة الإطلاق إلى مستويات تتجاوز ما تستطيع العضلات وحدها القيام به.

أجهزة وتقنيات تحسين الطول

إضافةً إلى ذلك، القفز بسهولة أكبر لدى الأطفال بدلاً من البالغين نظراً لوجود اختلافات جسدية أقل في سن أصغر. قد يختلف البالغون من نفس العمر اختلافاً كبيراً من حيث اللياقة البدنية والرياضية مما يجعل من الصعب رؤية كيف يؤثر العمر على القدرة على القفز.

كذلك، يمكن استخدام تمارين مختلفة لزيادة ارتفاع القفز العمودي للرياضي. فئة واحدة من هذه التمارين - تدريب القفز- تستعمل تكرار الحركات المنفصلة المتعلقة بالقفز لزيادة السرعة وخفة الحركة والقوة.

من جهة ثانية، يمكن زيادة ارتفاع القفزة باستخدام المنطة (الترامبولين) أو عن طريق تحويل السرعة الأفقية إلى سرعة عمودية بمساعدة جهاز مثل نصف أنبوب.

من جانب آخر، لقد ثبت في البحث أن الأطفال الأكثر نشاطاً بدنياً يظهرون أنماط قفز أكثر كفاءة (جنباً إلى جنب مع المهارات الحركية الأساسية الأخرى).

• انظر كذلك
• قائمة أنشطة القفز
• النقل الآني

في هذا الإطار، ويلاحظ كذلك أن تطور القفز عند الأطفال له علاقة مباشرة بالعمر. مع تقدم الأطفال في السن، يُلاحظ أن قدراتهم على القفز في جميع الأشكال تزداد كذلك. يمكن التعرف على تطور

تضخيم القوة من خلال الطاقة المخزنة

وعلى صعيد آخر، ذلك للعضلات أداء العمل لفترة أطول وبالتالي إنتاج طاقة أكثر مما يمكن أن تفعله بخلاف ذلك ، بينما يطلق العنصر المرن الذي يعمل بشكل أسرع من العضلات. تم العثور على استخدام تخزين الطاقة المرنة في قفز الثدييات وكذلك في الضفادع، مع زيادات متناسبة في الطاقة تتراوح من ضعفين إلى سبعة أضعاف كتلة العضلات المكافئة.

إضافةً إلى ذلك، يستعمل الجنادب تخزيناً مرناً للطاقة لزيادة مسافة القفز. على الرغم من أن خرج الطاقة هو المحدد الرئيسي لمسافة القفز (كما هو مذكور أعلاه)، فإن القيود الفسيولوجية تحد من قوة العضلات إلى ما يقرب من 375 واط لكل كيلوغرام من العضلات. للتغلب على هذا القيد، يقوم الجنادب بتثبيت أرجلهم عبر «آلية الالتقاط» الداخلية بينما تقوم عضلاتهم بتمديد العضلة المرنة (على غرار وتر الفقاريات). عندما يتم تحرير المصيد، فإن يطلق طاقته بسرعة. نظراً لأن الأوتار تطلق الطاقة بشكل أسرع من العضلات، فإن إنتاجها من الطاقة يتجاوز طاقة إنتاج العضلات.

وعلى صعيد آخر، هذا مشابه لرمي الإنسان سهماً باليد مقابل استخدام القوس؛ يسمح استخدام التخزين المرن (القوس) للعضلات بالعمل بالقرب من متساوي القياس على منحنى السرعة والقوة. يتيح

تشريح

من جهة ثانية، السطح بسرعة عالية. هناك عدد قليل من الأنواع المائية في المقام الأول التي يمكنها القفز أثناء وجودها على الأرض، مثل قاذفات الطين التي تقوم بذلك عن طريق تحريك ذيلها.

وفي هذا الصدد، نادراً ما تعرض الأنواع المائية أي تخصصات معينة للقفز. عادةً ما يتكيف القافزين الجيدين بشكل أساسي مع السرعة، ويقومون بالقفزات المتحركة ببساطة عن طريق السباحة إلى

من جانب آخر، تستعمل الحيوانات مجموعة متنوعة من التعديلات التشريحية للقفز. تهتم هذه التكيفات حصرياً بالإطلاق، حيث إن أي طريقة بعد الإطلاق لتوسيع النطاق أو التحكم في القفزة يجب أن تستعمل قوى ديناميكية هوائية، وبالتالي تعتبر انزلاقاً أو هبوطاً بالمظلات.

علم تشكيل الأطراف

ومن ناحية أخرى، في الحيوانات الأرضية، الهيكل الدافع الأساسي هو الأرجل، على الرغم من أن بعض الأنواع تستعمل ذيولها. تشمل الخصائص النموذجية لأنواع القفز الأرجل الطويلة وعضلات الساق الكبيرة وعناصر الأطراف الإضافية.

إضافةً إلى ذلك، تعد الضفادع مثالاً ممتازاً لجميع الاتجاهات الثلاثة: يمكن أن تكون أرجل الضفادع ضعف طول الجسم على وجه التقريب، وقد تمثل عضلات الساق ما يصل إلى عشرين بالمائة من وزن الجسم، ولم تطيل القدم والساق والفخذ فحسب، بل تمد الكاحل عظام في مفصل طرف آخر ومدت بالمثل عظام الورك واكتسبت القدرة على الحركة في العجز للحصول على «مفصل إضافي» ثانٍ. ولهذا فإن الضفادع هي بطلة القفز على الفقاريات بلا منازع، حيث تقفز أكثر من خمسين طولاً للجسم، أي مسافة تزيد عن ثمانية أقدام.

وفي هذا السياق، تعمل الأرجل الطويلة على زيادة الوقت والمسافة التي تمكن للحيوان القافز الدفع خلالها ضد الركيزة، مما يتيح مزيداً من القوة ويقفز أسرع وأبعد. يمكن أن تولد عضلات الساق الكبيرة قوة أكبر، مما يؤدي إلى تحسين أداء القفز. إلى جانب عناصر الساق الممدودة، قامت الكثير من الحيوانات القافزة بتعديل عظام القدم والكاحل التي تكون ممدودة ولديها مفاصل إضافية، مما يضيف بشكل فعال المزيد من القطع إلى الأطراف وحتى المزيد من الطول.