প্রাণী সঞ্চালনের বায়োমেকানিক্স
পেশী দ্বারা সৃষ্ট শক্তি কীভাবে গতিতে রূপান্তরিত হয়: কঙ্কালের লিভার, শক্তি সঞ্চয় ও ফিরিয়ে আনার স্প্রিং এবং যে পদার্থবিদ্যা প্রাণীদের চলাচলের ধরন নির্ধারণ করে।
Definition
প্রাণী সঞ্চালনের বায়োমেকানিক্স হল চলাচলে জড়িত ভৌত শক্তি এবং কাঠামোর অধ্যয়ন — কীভাবে পেশী কঙ্কাল এবং স্থিতিস্থাপক উপাদানগুলির মাধ্যমে কাজ করে মাধ্যাকর্ষণ, টান এবং জড়তা অতিক্রম করে সমন্বিত গতি তৈরি করে — যা মেকানিক্সের নীতিগুলি দ্বারা বিশ্লেষণ করা হয়।
Scope
এই বিষয়টি পেশী শক্তিকে সমগ্র প্রাণীর গতিতে সংযুক্তকারী মেকানিক্স নিয়ে আলোচনা করে: লিভার হিসাবে দৃঢ় এবং হাইড্রোস্ট্যাটিক কঙ্কালের উপর পেশীর ক্রিয়া, শক্তি এবং গতির মধ্যে আপস, টেন্ডন এবং অন্যান্য টিস্যুতে স্থিতিস্থাপক শক্তির সঞ্চয় ও প্রত্যাবর্তন, এবং স্কেলিং ও ডাইনামিক সিমিলারিটির মাধ্যমে চলাচলের উপর শরীরের আকারের প্রভাব। এটি সেই শক্তিগুলিকে নিয়ে কাজ করে যা একটি প্রাণীকে অতিক্রম করতে হয় এবং কাঠামোগত সমাধানগুলি যা চলাচলকে সম্ভব করে তোলে। কভারেজ তুলনামূলক এবং যান্ত্রিক।
Core questions
- কঙ্কাল কীভাবে পেশী শক্তিকে গতিতে রূপান্তরিত করে?
- প্রাণীরা কীভাবে শক্তি এবং গতি ও গতির পরিসরের মধ্যে আপস করে?
- চলাচলের সময় স্থিতিস্থাপক শক্তি কীভাবে সঞ্চিত এবং ফিরিয়ে আনা হয়?
- শরীরের আকার কীভাবে চলাচলের মেকানিক্স পরিবর্তন করে?
Key theories
- কঙ্কালের লিভার এবং শক্তি-গতির আপস
- জয়েন্ট জুড়ে কাজ করা পেশী লিভার সিস্টেম তৈরি করে যার জ্যামিতি প্রয়োগকৃত শক্তি এবং ফলস্বরূপ গতির গতি ও পরিসরের মধ্যে একটি আপস নির্ধারণ করে, তাই অঙ্গ-প্রত্যঙ্গের অনুপাত একটি প্রাণীর যান্ত্রিক চাহিদার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয়।
- স্থিতিস্থাপক শক্তি সঞ্চয় এবং গতিশীল সাদৃশ্য
- টেন্ডন এবং অন্যান্য স্থিতিস্থাপক কাঠামো শক্তি সঞ্চয় করে এবং ফিরিয়ে দেয় যাতে চলাচল আরও সাশ্রয়ী হয়, এবং গতিশীল সাদৃশ্যের মতো স্কেলিং যুক্তি ব্যাখ্যা করে কেন বিভিন্ন আকারের প্রাণী জ্যামিতিকভাবে তুলনীয় উপায়ে চলাচল করে।
Mechanisms
পেশী জয়েন্ট জুড়ে সংযুক্ত হয়ে লিভার তৈরি করে, এবং পেশী সন্নিবেশ এবং জয়েন্টের আপেক্ষিক অবস্থান নির্ধারণ করে যে সিস্টেমটি শক্তি বা গতিকে সমর্থন করে এবং অঙ্গটি কতদূর চলে। আর্থ্রোপড এবং মেরুদণ্ডী প্রাণীদের মধ্যে দৃঢ় কঙ্কাল লিভার সরবরাহ করে, যখন নরম দেহের প্রাণীরা হাইড্রোস্ট্যাটিক কঙ্কাল ব্যবহার করে যেখানে পেশী একটি তরল-পূর্ণ গহ্বরের বিরুদ্ধে কাজ করে। চলাচলের সময়, টেন্ডন এবং কিউটিকলের মতো স্থিতিস্থাপক কাঠামো প্রসারিত হয় এবং সংকুচিত হয়, শরীর যখন ধীর হয় তখন শক্তি সঞ্চয় করে এবং পরবর্তী ধাক্কার সময় তা ফিরিয়ে দেয়, যা পেশীগুলিকে সরবরাহ করতে হয় এমন শক্তি হ্রাস করে। প্রাণীদের স্থলভাগে মাধ্যাকর্ষণ, জল এবং বাতাসে টান, এবং তাদের নিজস্ব দেহের জড়তা অতিক্রম করতে হয়, এবং এই শক্তিগুলির ভারসাম্য শরীরের আকারের সাথে পরিবর্তিত হয়: কারণ ভর, ক্ষেত্রফল এবং দৈর্ঘ্য ভিন্নভাবে স্কেল করে, বড় এবং ছোট প্রাণীরা বিভিন্ন যান্ত্রিক সীমাবদ্ধতার মুখোমুখি হয়, যা স্কেলিং আইন এবং গতিশীল সাদৃশ্যের নীতি দ্বারা ধারণ করা হয় যা বিভিন্ন আকারের প্রাণীদের চালচলনকে সম্পর্কিত করে।
Clinical relevance
চলাচলের বায়োমেকানিক্যাল বিশ্লেষণ চালচলন, জয়েন্ট লোডিং এবং চলাচলের শক্তির ব্যয় সম্পর্কে ধারণা দেয় এবং পদযুক্ত এবং অন্যান্য বায়ো-অনুপ্রাণিত যন্ত্রের নকশাকে অনুপ্রাণিত করে। এই এন্ট্রিটি চিকিৎসা নির্দেশিকা না হয়ে শিক্ষামূলক রেফারেন্স উপাদান।
History
বোরেলির সপ্তদশ শতাব্দীর প্রাণী সঞ্চালনকে মেকানিক্স হিসাবে বিবেচনা করা বায়োমেকানিক্সের ভিত্তি স্থাপন করেছিল, এবং বিংশ শতাব্দীতে রবার্ট ম্যাকনিল আলেকজান্ডার এবং অন্যান্যরা লিভার, স্থিতিস্থাপক শক্তি সঞ্চয় এবং চলাচলের স্কেলিং পরিমাপ করেছিলেন, যখন চালচলন এবং গতিশীল সাদৃশ্যের অধ্যয়ন চলাচলের মেকানিক্সকে শরীরের আকারের সাথে সম্পর্কিত করেছিল।
Key figures
- Robert McNeill Alexander
- Knut Schmidt-Nielsen
- Giovanni Borelli
- Thomas McMahon
Related topics
Seminal works
- alexander2003
- schmidtnielsen1997
- hill2016
Frequently asked questions
- কেন কিছু অঙ্গ শক্তির জন্য এবং কিছু গতির জন্য তৈরি হয়?
- পেশী এবং জয়েন্টগুলির জ্যামিতি একটি লিভারের মতো কাজ করে, এবং যে ব্যবস্থাগুলি শক্তিকে সর্বাধিক করে তোলে সাধারণত গতি এবং পরিসরকে ত্যাগ করে, তাই অঙ্গের নকশা প্রতিফলিত করে যে একটি প্রাণীর শক্তি বা দ্রুততার প্রয়োজন।
- টেন্ডন কীভাবে চলাচলকে আরও কার্যকর করে তোলে?
- টেন্ডন স্প্রিংয়ের মতো কাজ করে, শরীর যখন অবতরণ করে বা ধীর হয় তখন শক্তি সঞ্চয় করে এবং পরবর্তী পদক্ষেপে তা ছেড়ে দেয়, তাই পেশী কম কাজ করে এবং চলাচলে কম শক্তি ব্যয় হয়।