Chůze a běh

Pro snadější popis chůze a běhu předpokládejme, že člověk stojí na jedné noze, například na pravé. Představme si, že zvedá patu levé nohy a současně naklání trup vpřed. V takovém postavení nesměřuje těžnice na plochu základny a člověk musí upadnout vpřed. Ale sotvaže začal tento pád, levá noha, která se octla ve vzduchu, se rychle pohybuje vpřed a staví se na zem před těžnici, takže těžnice prochází nyní plochou, vytvořenou čarami, spojujícími opěrné body obou nohou; rovnováha se obnovuje, člověk postoupil, udělal krok. V této dosti únavné posici může třeba zůstat. Chce–li však jít dále, nakloní své tělo ještě více vpřed, přenese těžnici mimo opěrnou plochu a v okamžiku hrozícího pádu znovu vysune nohu vpřed, tentokrát ne levou, ale pravou – nový krok atd. Chůze není proto nic jiného než řada pádů vpřed, předcházených včasným vysunováním nohy, která zůstala až dosud pozadu.

Pohyb těžiště při chůzi.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Při chůzi po vodorovném terénu dochází ke spotřebě energie, protože se při každém kroku nadzvedne těžiště o pár centimetrů. Zvednutí těžiště je částečně eliminováno máváním rukama, protože zvyšuje polohu těžiště v okamžiku maximálního vykročení a tak snižuje skutečnou hodnotu převýšení. Výsledkem je snížený výdej energie. I mávání rakama vyžaduje práci svalů, ale v činnost se zapojují svaly jiné a tak pomáhají odlehčit svalům nohou.

Běh se liší od chůze tím, že noha, stojící na zemi, se okamžitým energickým stahem svých svalů natáhne a vrhne tělo vpřed, takže se tělo na okamžik úplně oddělí od země. Pak znovu dopadne na zemi na druhou nohu, která se zatím rychle přesunula vpřed. Běh se tedy skládá z řady skoků z jedné nohy na druhou.

Pohyb při běhu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Chůze se tedy liší od běhu tím, že stále zůstává jedna noha na zemi. V následující tabulce jsou uvedeny průměrné hodnoty mechanického výkonu při různém pohybu a pro srovnání i tepelný výkon člověka v klidu.

Zajímavé je porovnání chůze rychlostí 5 km/h a rychlého běhu rychlostí 35 km/h (rekord Usain Bolt v běhu na 100 m z 16. srpna 2009 v Berlíně). Při sedmkrát pomalejší chůzi vydáváme dvacektrát nižší výkon. Chůze je tedy přibližně třikrát efektivnější než velmi rychlý běh.

Zajímavost z biologie:
Při sportovních disciplínách si sportovci při skoku pomáhají různými způsoby – rozběhem, tyčí, potenciální energií apod. Pokud člověk skáče z místa, pak do dálky naměříme asi 3 m a do výšky 1,65 m, ale to jen u opravdu zdatných jedinců. Mezi nejlepší zvířecí skokany patří klokan rudý, jelenec běloocasý (jelenovití) a irbis horský (kočkovití). Všichni tři dokážou na jeden odraz překonat i 15metrovou vzdálenost. Pro klokana je tento způsob pohybu nejen rychlý, ale v horkém australském podnebí i energeticky výhodný. Dokonce platí, že čím rychleji se pohybuje, tím méně energie spotřebuje. Výškovým rekordmanem je delfín skákavý, který dokáže vyskočit minimálně 6 m do výšky. Jeho pozemským konkurentem je jaguár, puma a levhart s výškou skoku 5,5 m.
Pokud bychom brali ohled na velikost těla, pak je jednoznačným rekordmanem obyčejná blecha. Ta při své výšce 2 mm je schopna překonat jedním skokem vzdálenost 35 cm a vznést se do výšky 20 cm. Toto jejich skokanské umění není závislé na síle svalů. Vyvinula se u nich mechanická pružina založená na smršťování rosolovité hmoty obsahující tzv. resilin. Vazká tekutina se jako pružina zploští, jakmile se tělo stlačí dolů. Když se uvolní, zatlačí na šlachy na nohou, čímž se dosáhne rázu, který je v přepočtu dvacetpětkrát větší než u startující rakety. Blecha využívá brvy citlivé na pohyb, jimiž přesně odměří vzdálenost a směr skoku, a napumpuje si vzduch do speciálních vaků na nohách, který ji před doskokem zpomalí.

Dospělá blecha.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.