معلومة

البشر الأفضل في الجري لمسافات طويلة: فسيولوجي بحت أم أنها وظيفة أيضًا للقدرة على السرعة؟

البشر الأفضل في الجري لمسافات طويلة: فسيولوجي بحت أم أنها وظيفة أيضًا للقدرة على السرعة؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد قرأت أنه على الرغم من أن الحيوانات البرية الأخرى هي بالتأكيد أسرع بكثير على مسافات قصيرة ، يمكن للإنسان الجري في أي حيوان آخر بمرور الوقت ، بحيث إذا كان الإنسان يصطاد مثل الغزال ، إلخ. أتساءل عما إذا كان هذا أمرًا ماديًا بحتًا أم أن البشر ، الذين يعرفون كيف يضبطون أنفسهم ، ويتجنبون الإرهاق بينما تعمل الغزال بأسرع ما يمكن ثم تنهار - ربما لأن البشر أذكى أنهم أفضل لفترة طويلة- العدائين عن بعد؟ (الآن ، تستطيع بعض الطيور الطيران لآلاف الأميال وأعتقد أيضًا أننا لا نستطيع المنافسة في الماء).

تحرير: أفهم أن البشر لديهم بعض السمات الجسدية التي تساهم في قدراتهم في المسافات الطويلة ولكن هل القدرة على فهم السرعة جزءًا منها أيضًا؟


أود أن أزعم أن عاملي علم وظائف الأعضاء والوتيرة هما في الأساس عامل واحد في نفس الشيء. يعد التحكم في التنفس أحد المكونات الضخمة لسرعة العدائين عن بعد. يتطلب هذا تحكمًا مستقلاً في التنفس مع الحفاظ في نفس الوقت على شكل الجري ، وهو ببساطة ليس خيارًا لمعظم رباعي الرايات.

هذه الصورة المالية لاثنين من الغزال في العدو يوضح السبب. مع كل تقييد ، يضغط جذع الغزال (على اليسار) ثم يتمدد (على اليمين) بالتزامن مع حركته الجارية. يدفع هذا الضغط الهواء للخروج من رئتي الحيوان ، ومزامنة معدل التنفس مع معدل الجري. لهذا السبب ، لا يمكنهم التحكم في معدل التحكم في التنفس دون تغيير معدل خطواتهم أيضًا.

تشير حقيقة أن الناس يمكن أن يتعلموا من المدربين والكتب لتحسين السرعة إلى أن هناك جانبًا معرفيًا لذلك ، ولكن فسيولوجيا الحركة على قدمين هي التي تسمح بسرور أكثر كفاءة في المقام الأول. ليس من السهل الفصل بين العاملين بطريقة علمية (غير تخمينية) ، لأننا لا نستطيع تدريب حيوان على القيام بشيء لا يستطيع فعله من الناحية الفسيولوجية.

هناك بعض المناقشات الشيقة هنا حول Iditorod ، والتي أتخيل أنها تتضمن قدرًا من السائق البشري الذي يسير في فريق الزلاجات.


تدريب عتبة

العتبة ، أو T- وتيرة ، يعد الجري أحد أكثر أنواع التدريب إنتاجية التي يمكن للعدائين عن بعد القيام بها. يساعد التدريب بهذه الوتيرة العدائين على تجنب الإفراط في التدريب ويؤدي إلى مزيد من التدريبات المرضية والاتساق الأفضل.

نوعان من تدريب العتبة التي أناقشها فيهما دانيلز & رسقوو صيغة الجري هي فترات الإيقاع وفترات الرحلات البحرية. يتم تشغيل Tempo & mdashsteady ، والركض لفترات طويلة بشكل معتدل و mdash كان موجودًا منذ بعض الوقت ، لكن المتسابقين والمدربين يحددونها بشكل مختلف. فترات الرحلات البحرية عبارة عن سلسلة من الجولات المتكررة مع فترة نقاهة قصيرة بين الأشواط. في كتابي ، تناولت الاختلافات وأوجه التشابه بين تمارين الإيقاع والتدريبات الفاصلة بين الرحلات البحرية. هنا ، تلتزم أنا & rsquoll بعمليات الإيقاع ، بما في ذلك المعلومات الجديدة حول عمليات الإيقاع الموسعة.

يستخدم بعض المتسابقين والمدربين عمليات الإيقاع لغرض أوسع وهو مجرد الذهاب لفترة طويلة إلى حد ما وثابت وجري صلب و mdashoften ، أكثر من أجل الفوائد النفسية (التي يمكن أن تكون كبيرة) من الفسيولوجية. مع تشغيل شدة العتبة ، تتمثل الفائدة الفسيولوجية في تحسين القدرة على التحمل: القدرة على تحمل شدة جهد أكبر وأكبر لفترة أطول وأطول من الوقت. يمكنك أداء بعض الإيقاع (الأطول) بكثافة أقل بقليل من شدة العتبة ، مما يوفر فرصة جيدة لتعزيز التحمل النفسي. إن عمليات الإيقاع الأطول التي تبدأ في المنطقة الأقل كثافة من المنطقة والتقدم إلى الطرف الأعلى من المنطقة تحقق كلاً من فوائد تشغيل الإيقاع الأطول وفوائد الجري الحقيقي على شكل حرف T.

تحديد وتيرة العتبة الخاصة بك

تبلغ السرعة المناسبة للجري على شكل حرف T حوالي 83 إلى 88 بالمائة من VO2 ماكس ، أو 88 إلى 92 بالمائة من vVO2 الحد الأقصى أو الأقصى لمعدل ضربات القلب.

يمكنك تحديد وتيرتك المناسبة لتشغيل العتبة بشكل وثيق إلى حد ما عن طريق الجري بسرعة تنتج حالة مرتفعة ولكن ثابتة من تراكم اللاكتات في الدم. هذه الوتيرة أسرع قليلاً من الوتيرة التي يمكنك الحفاظ عليها لمدة ساعتين أو أكثر (وتيرة الماراثون لمعظم الناس) ولكنها أبطأ من السرعة التي يمكنك الحفاظ عليها لمدة 30 دقيقة (سرعة السباق 10 كم للعدائين الأفضل). من السهل تمييز هذه الوتيرة لأنه في الوتيرة الأخيرة يستمر اللاكتات في الدم في الارتفاع على مدار الجري (أي أنه لا توجد حالة ثابتة لتراكم اللاكتات في الدم). أيضًا ، بالوتيرة السابقة ، ينخفض ​​اللاكتات في الدم ببطء بعد الارتفاع الأولي أو بعد أي ارتفاع في اللاكتات ناتج عن اندفاعات العرق (أيضًا ليست حالة ثابتة لتراكم اللاكتات في الدم).

يمكن لمعظم العدائين معرفة أن وتيرة العتبة الخاصة بهم تساوي السرعة التي يمكنهم التسابق بها لمدة 50 إلى 60 دقيقة. في الواقع ، بالنسبة للعدائين الأبطأ ، قد تكون سرعة العتبة في الواقع هي 10 كيلومترات لأنهم يستغرقون ما يقرب من ساعة "للتسابق" على هذه المسافة. شدة الجهد ، وليس بالضرورة مسافة الجري أو السباق ، هو ما يحدد درجة الضغط الذي يتعرض له الجسم وأنظمة rsquos.

تذكر أن الغرض من التمرين هو التأكيد على قدرة إزالة اللاكتات ، وليس المبالغة في الضغط على تلك القدرة. أشير إلى تدريب العتبة على أنه جري "صعب بشكل مريح". لا ينبغي أن يشعر بأنه "صعب" ، وهي وتيرة التدريب الفاصل الخالص.

من الناحية المثالية ، لا يعد تشغيل الإيقاع أكثر من تشغيل ثابت مدته 20 دقيقة في سرعة T. بشكل شخصي ، تكون شدة الجهد المرتبط بالجري على شكل حرف T صعبة بشكل مريح. مرة أخرى ، يجب أن يكون جهدك هو الجهد الذي يمكنك الحفاظ عليه لمدة ساعة تقريبًا في السباق ، على الرغم من أن المدة المثالية لعتبة الجري الثابتة هي 20 دقيقة ، يمكن أن يختلف وقت الجري إلى حد ما لاستيعاب دورة معينة. على سبيل المثال ، إذا كانت سرعة T الخاصة بك هي 6:00 لكل ميل ، واخترت مسارًا بطول ثلاثة أميال ، فهذا يمنحك جهدًا إيقاعيًا مدته 18 دقيقة أو قد تقطع أربعة أميال في جولة إيقاع مدتها 24 دقيقة. بالطبع ، يمكنك الذهاب 20 دقيقة بالضبط ، باستخدام علامات الميل لضبط السرعة المناسبة ، والتوقف بين ثلاثة وربع وثلاثة ونصف ميل. إنها & rsquos ليست فكرة سيئة أن تقوم بجري الإيقاع على المضمار (أو حتى جهاز الجري بين الحين والآخر) حتى تتمكن من التحكم في السرعة عن كثب. يقوم العديد من المدربين والعدائين بعمل إيقاع أطول بوتيرة أبطأ من وتيرة العتبة الحقيقية ، وهذا يمكن أن يؤدي إلى نتائج إيجابية النتائج. إن الركض المطول بهذه الكثافة يبني إحساسًا جيدًا بالحفاظ على وتيرة قوية لفترة طويلة من الوقت ، وكما ذكرنا سابقًا ، في بعض الحالات ، يمكن أن يكون الطلب شديدًا نفسيًا مثل المدى الأقصر بوتيرة العتبة الحقيقية. أيضًا ، يكتسب بعض العدائين تدريجيًا شدة تشغيل "إيقاع" أطول حتى الركض فعليًا بوتيرة العتبة. على أي حال ، أنا أؤمن بفوائد دورات الإيقاع التي تزيد عن 20 دقيقة وقد صممت جداول تغير سرعة الجري وفقًا للمدة (انظر جدول الاختلافات في الصفحة 20). يعطي استخدام هذه الجداول للعدائين فكرة أفضل عن السرعة التي يتوقعونها من أنفسهم عند الخروج في سباق إيقاع يجبرهم على الجري بشكل أبطأ من وتيرة العتبة وأطول من المدة النموذجية البالغة 20 دقيقة. تعتمد الخطوات المعدلة على الانخفاض الطبيعي في الكثافة القابلة للصيانة مع زيادة مدة الركض الثابت.

جدول الاختلافات يعرض أوقات سرعة الميل لسير الإيقاع الذي يستمر من 20 إلى 60 دقيقة ، ومدى أبطأ السرعة لكل ميل (بالثواني) من سرعة T. كما يُظهر أيضًا أوقات السرعة (سرعة الماراثون) ومقدار السرعة البطيئة أو الأسرع لكل ميل من سرعة T. إذا كان VDOT الخاص بك يقع بين القيم المعروضة ، فما عليك سوى إضافة عدد الثواني المناسب لكل ميل أو كيلومتر إلى سرعة T الخاصة بك لمدة التشغيل المطلوبة.

تأكد من أداء إيقاعك في ظل ظروف جوية مرغوبة وعلى أرض مسطحة نسبيًا مع أرضية جيدة لأن الهدف من هذا التمرين هو الحفاظ على كثافة ثابتة للجهد لفترة طويلة من الزمن. تؤثر التلال والأقدام الخشنة والرياح على القدرة على الحفاظ على وتيرة ثابتة وتتداخل مع تحقيق الغرض من التمرين. يمكنك مراقبة معدل ضربات قلبك ، ولكن الإيقاع الثابت في ظل ظروف ثابتة هو ما تريده في إيقاع سريع.

من المحتمل أن يكون التحدي الأكبر في تنفيذ دورات الإيقاع هو الحفاظ على السرعة المناسبة ومقاومة تحويل إيقاعك إلى تجربة زمنية. تذكر أن السرعة المناسبة أكثر فائدة من السرعة (أو الأبطأ). يعد هذا تمرينًا جيدًا لممارسة قدرتك على التركيز على مهمة الجري والبقاء على اتصال مع ما يشعر به جسمك أثناء الجري بشكل مريح.

ابدأ تمرينًا سريعًا مع إحماء جيد لمدة 10 دقائق على الأقل من الجري السهل وبعض الخطوات الخفيفة. اتبع مسار الإيقاع مع التهدئة ، والتي يجب أن تشمل بعض الخطوات (أربع أو خمس جولات من 20 إلى 40 ثانية بسرعة سباق تبلغ حوالي ميل). تتفاجأ أنت & rsquoll بمدى شعورك بالرضا بعد حوالي 10 دقائق من تشغيل الإيقاع.

توصيتي بأن تدوم عمليات الإيقاع الثابت من 20 إلى 60 دقيقة ، مع تعديلات السرعة كما هو موضح في الجدول.

باستخدام Tempo Runs

بضع كلمات تحذير فيما يتعلق بعدد مرات تكرار التدريبات المتطابقة ومراقبة التقدم في نوع معين من تمرينات العتبة: إنها الطبيعة البشرية التي يرغب المتسابقون في كثير من الأحيان في رؤية التقدم في التدريبات الخاصة بهم ويحاولون أحيانًا أداء تمرين معين بسرعات أسرع وأسرع. خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا. محاولة التنافس ضد نفسك بهذه الطريقة أمر غير مستحسن. لا يتوافق مع مبدأ السماح لجسمك بالتفاعل والتكيف مع نوع معين من الإجهاد قبل زيادة مقدار الإجهاد. من الأفضل أداء نفس التمرين عدة مرات بنفس السرعة ، أو حتى يشير أداء السباق إلى أنك حققت مستوى لياقة أعلى.

واحدة من أفضل الطرق لمراقبة مدى تقدم تدريبك هي معرفة مدى سهولة أداء تمرين معين مع مرور الوقت. إذا كان التمرين الشاق في السابق لم يصبح صعبًا للغاية بعد عدة أسابيع من التدريب ، فهذا يعد علامة رائعة على أن تدريبك يؤتي ثماره بطريقة إيجابية. في هذه المرحلة ، تكون مستعدًا عادة لزيادة كثافة أو مقدار التدريب. على النقيض من ذلك ، فإن محاولة معرفة ما إذا كان بإمكانك دائمًا ممارسة التمارين بشكل أسرع في التمرين الذي قمت به من قبل (أسلوب "الألم دائمًا قدر الإمكان") يمكن أن تكون مضللة للغاية في محاولة تحديد مقدار التقدم الذي تحرزه. مع هذا النهج ، فإنك دائمًا ما تؤذي نفس الشيء (أو أكثر) ، ولن تحصل أبدًا على تجربة أداء تمرين قياسي مع تقليل الانزعاج. تبدأ الشكوك في الظهور عندما تسأل نفسك ، "هل أنا حقًا أتحسن أم أتعلم فقط أن أتحمل المزيد من الألم؟" إذا كنت تتأذى في كثير من الأحيان بشكل سيئ في الممارسة العملية ، فإن السباق الفائز و rsquot يكون شيئًا خاصًا ، يجب أن تكون قادرًا على تحمل المزيد من الانزعاج في السباق أكثر مما تفعله في التدريب اليومي.

هناك طريقة أكثر تعقيدًا لمراقبة درجة الإجهاد أثناء التمرين وهي فحص معدلات ضربات القلب أو قيم اللاكتات في الدم في نقاط مختلفة أثناء الجهد أو أثناء التعافي. ومع ذلك ، فإن الاعتماد على هذه الوسائل العلمية لتتبع تقدمك يمكن أن يمنعك من تعلم كيفية القيام بعمل جيد بمفردك. سواء كنت تستخدم أجهزة ميكانيكية أو إلكترونية لمراقبة استجابات الجسم أم لا ، فلا يزال يتعين عليك تعلم قراءة مشاعر جسمك وردود أفعالك على أنواع التدريبات التي تقوم بها.

يرجى تذكر عدم الجري أسرع من السرعة المحددة عند القيام بتمارين الإيقاع. عندما تستمتع بيوم تدريب جيد ، فليس من الصعب التغلب على وقت سابق في دورة إيقاع بطول أربعة أميال. ومع ذلك ، من المهم جدًا السماح لقدرتك ، بناءً على الجهود التنافسية ، بتحديد شدة تدريبك. عندما يبدأ التمرين في الشعور بأنه أسهل ، استخدم هذا الشعور لدعم فكرة أنك & rsquore تصبح أكثر لياقة. بعد ذلك ، أثبت أنك تتحسن في السباق ، وليس في التمرين.

إذا كنت & rsquos في مرحلة طويلة من التدريب ، مع عدم وجود سباقات مجدولة ، فمن المعقول زيادة كثافة التدريب دون دليل داعم لأداء تنافسي أفضل. في هذه الحالة ، هناك قاعدة جيدة تتمثل في زيادة VDOT وحدة واحدة كل أربعة إلى ستة أسابيع. هذا هو نفس تحسين وقت سباق 5000 متر بحوالي 10 إلى 15 ثانية ، وهو تحسن كبير في رأيي. إذا كنت تريد & rsquos في برنامج صيانة ، والذي تم تصميمه ليتطلب أقل إجهاد تدريب ممكن يسمح لك بالبقاء في مستوى معين من اللياقة البدنية ، فلن تكون هناك حاجة لزيادة كثافة التدريب (VDOT) أو المسافات. في هذه الحالة ، يكون الهدف الأفضل هو معرفة مدى سهولة الشعور بالتمارين القياسية بمرور الوقت.

عند إعداد مراحل التدريب ، قد يختلف وضع تدريب العتبة في الترتيب العام للبرنامج ، بناءً على الفرد المعني والحدث الذي يتم تدريبه من أجله. على عكس دورات التحمل ، والتي تقع دائمًا تقريبًا في المرحلة الأولى من البرنامج ، يمكن التأكيد على تدريب العتبة مبكرًا ، في منتصف الطريق ، أو متأخرًا في جدول تدريب العداء و rsquos.


هذه ليست إشارة إلى سلوكنا (على الرغم من أن بعض الناس يتصرفون مثل الحيوانات بالطبع). إنها إشارة إلى حقيقة أن البشر مخلوقات بيولوجية ، مثل التماسيح والكوجر والكابيبارا. نحن نتاج ملايين السنين من التطور ، تغير تركيبتنا الجسدية ليجعلنا أكثر لياقة للبقاء والتكاثر.

ومع ذلك ، على الرغم من أن البشر حيوانات ، إلا أننا نمتلك أيضًا شيئًا لا يمتلكه أي حيوان آخر: الهيكل الاجتماعي الأكثر تعقيدًا على وجه الأرض. نجتمع في العائلات والقبائل والعشائر والأمم. لدينا طريقة معقدة بشكل لا يصدق للتفاعل - الكلام. يمكننا التواصل مع الوقت والمسافة من خلال الطباعة والبث. ذكرياتنا هي الأطول ، وتفاعلاتنا هي الأكثر تعقيدًا ، وإدراكنا للعالم هو الأوسع والأكثر تفصيلاً في الوقت نفسه.

إن الجمع بين علم الأحياء والمجتمع هو ما يجعلنا ما نحن عليه ونفعل ما نقوم به. يوجه علم الأحياء استجاباتنا للمنبهات ، استنادًا إلى آلاف الأجيال من الأسلاف الذين نجوا بسبب استجاباتهم. تملي هياكلنا الاجتماعية قيودًا وتغييرات في كيفية تنفيذ استجاباتنا البيولوجية.

لا علم الأحياء ولا المجتمع يقف دون الآخر. بالنسبة لبعض الناس ، يعد هذا تناقضًا - فإما أن الطبيعة (علم الأحياء) تتحكم في الناس ، أو أن التنشئة (المجتمع) تتحكم. لكن في الواقع ، نقوم بتصفية كل شيء من خلال كليهما لتحديد كيفية تفاعلنا مع المنبهات. فيما يلي مناقشة لجانبين من الطبيعة البشرية: أولاً ، الأساس البيولوجي لاستجاباتنا للعالم من حولنا ، وثانيًا ، العوامل الاجتماعية التي تؤثر على تلك الاستجابات وتجعلنا بشرًا.

الأساس البيولوجي للسلوك البشري

العناصر الثلاثة الرئيسية التي تساهم بها البيولوجيا في السلوك البشري هي: 1) الحفاظ على الذات 2) سبب الحفاظ على الذات والتكاثر و 3) وسيلة لتعزيز الحفاظ على الذات والتكاثر والجشع. سوف أناقش كل بدوره.

الحفاظ على الذات هو الحفاظ على نفسك على قيد الحياة ، سواء جسديًا أو نفسيًا. هذا الأخير يشمل الصحة العقلية أو الاقتصادية. (نظرًا لأن البشر مخلوقات اجتماعية جدًا ، فقد نطبق أيضًا حماية الذات على أشخاص آخرين ، مثل عائلاتنا. ومع ذلك ، سأناقش ذلك في الفصل التالي).

الأساس البيولوجي للحفظ الذاتي

تعمل لبؤة ببطء ، خلسة ، من خلال العشب الطويل نحو قطيع من الحيوانات البرية. الظبية ، غير مدركة للخطر الكامن في العشب ، تنفصل قليلاً عن القطيع. مع اندفاع ، اقتحمت اللبؤة مسرعة لإنزال الظبية. تبتعد الظبية المذهولة ، وهي تركض وتنحرف ، وتحاول الهرب. تستسلم اللبؤة ، غير القادرة على مواكبة الوتيرة ، وتهرب الظبية عائدة إلى القطيع.

الحمار الوحشي ليس محظوظًا جدًا ، وأعياد الفخر.

كان حزب دونر عبارة عن مجموعة من المستوطنين الذين يسافرون إلى كاليفورنيا في عام 1846. وقد حوصروا بالثلوج في جبال سييرا نيفادا ، ونجوا على قيد الحياة قدر استطاعتهم. وشمل ذلك اللجوء إلى أكل لحوم البشر عند نفاد الطعام ، وأكل جثث أولئك الذين ماتوا.

لكي تكون ناجحًا كنوع ، يجب أن يكون لدى أعضاء هذا النوع الرغبة في البقاء لفترة كافية لتمرير جيناتهم إلى ذريتهم. الأنواع التي لديها رغبة في الموت تموت بسرعة إلى حد ما. تلك الأنواع التي لا تموت لها أعضاء كرست بعض الاهتمام للبقاء على قيد الحياة لفترة كافية لتنجب صغارًا. من هؤلاء الأفراد وبالتالي الأنواع تنحدر جميع الكائنات الحية.

الرغبة في البقاء على قيد الحياة هي رغبة غريزية ، متأصلة في نفسية الكائن الحي. سيسعى الكائن الحي إلى تلك العناصر من بيئته التي من شأنها تعزيز فرصه في البقاء على قيد الحياة. يشمل ذلك الطعام والماء والأكسجين وفترات الراحة للسماح للجسم بإصلاح أي تآكل في الأنسجة.

بالتناوب ، سوف تتجنب أو تتهرب من تلك العناصر التي قد تقلل من فرصها في البقاء. وتشمل هذه الأخطار الحيوانات المفترسة ، والجوع ، والجفاف ، والاختناق ، والمواقف التي يمكن أن تلحق الضرر بالجسم.

تؤثر محركات البحث هذه أو تجنبها على سلوك الكائنات الحية: البكتيريا التي تبحث عن الحديد ستتحرك نحو المغناطيسية ، وسوف يهاجر الغنوص مئات الأميال للعثور على مراعي جديدة ، وسيلجأ الإنسان إلى أكل لحوم البشر ، وستتدفق الأميبا بعيدًا عن التيار الكهربائي ، وستجري الظباء من الأسد ، يطيع الإنسان قاتل أو يصمد أمام التعذيب.

إن الرغبة في البقاء على قيد الحياة هي أيضًا غريزة أنانية ، لأن البقاء على قيد الحياة هو ما يسعى إليه الكائن الحي. يتم شرح سبب ذلك تحت الاستنساخ.

البقاء على قيد الحياة من خلال التطور

العبارة التي غالبًا ما يتم اقتباسها بشكل خاطئ ، "البقاء للأصلح ،" تعني في الواقع البقاء على قيد الحياة. من خلال اللياقة ، أعني أن الكائن الحي لديه تلك السمات التي تسمح له بالاستفادة إلى أقصى حد من بيئته: جمع الطعام والشراب والأكسجين والراحة والجنس. كلما كان ذلك أفضل ، كلما كان أكثر ملاءمة.

في هذه المرحلة يجب أن أناقش المكانة. المكانة هي منصب داخل بيئة تتطلب سمات معينة لاستغلال تلك البيئة. يمكن أن تحتوي البيئة على أي مجموعة متنوعة من العناصر: كمية المياه ، من المحيط إلى نوع الأرض الصحراوي ، من طين المستنقعات إلى كمية الغطاء النباتي الصخري الصلب ، من لا شيء (القطب الشمالي والقطب الجنوبي) إلى غابات مطيرة. يمكن أن تحتوي أيضًا على الحياة الحيوانية ، من أصغر الحشرات إلى الحيتان الزرقاء وكل شيء بينهما. إنه مزيج ودرجة كل عنصر من هذه العناصر التي تخلق منافذ.

كمثال ، دعنا نلقي نظرة على واحد فقط من هذه العناصر. لنفترض أن هناك العديد من الحيوانات الصغيرة ، مثل الفئران ، في المنطقة. يمكن أن تجد آكلة اللحوم الصغيرة مثل القط البري الكثير من الطعام. وبالتالي ، فإنه يتناسب مع هذا المكانة ويزدهر. ومع ذلك ، عندما يتناقص عدد الفئران ، يمكن للقطط البرية أن تجد طعامًا أقل ، وتكون فرصتها في البقاء على قيد الحياة أقل.

إذا كان للقطط البرية منافسة من الحيوانات آكلة اللحوم الصغيرة الأخرى ، مثل الثعالب ، فإن القطة الجيدة بشكل خاص كحيوان مفترس ، من خلال الماكرة أو السرعة أو بعض السمات الأخرى ، سوف تصطاد المزيد من الطعام. هذا يقلل من كمية الطعام المتاحة للمنافسة ، وبالتالي يخرج المنافسة. إذا كان الثعلب أفضل في اصطياد الفئران (أي أكثر ملاءمة) من القط الوحشي ، فإن القط الوحشي سيموت أو يضطر إلى الانتقال إلى مكان آخر يكون فيه المفترس الأفضل.

من ناحية أخرى ، إذا لم يكن هناك حيوانات صغيرة ولكن العديد من الحيوانات الكبيرة ، مثل الظباء ، فلن ينجح الثعلب ولا القط الوحشي كثيرًا في افتراسها. وبالتالي ، لن يتناسبوا مع مثل هذا المكانة المتخصصة. ومع ذلك ، فإن الحيوانات آكلة اللحوم الكبيرة مثل الأسود.

بالطبع ، لا شيء يبقى على حاله إلى الأبد. تتغير المنافذ من خلال التغيرات الجيولوجية والمناخية ، وفي الوقت الحاضر ، من صنع الإنسان في الأرض والماء والهواء. يمكن للبركان إنشاء جزيرة جديدة. يمكن للعصر الجليدي أن يحبس كميات هائلة من المياه في القمم الجليدية والأنهار الجليدية ، مما يخلق مناطق من اليابسة حيث تدحرجت المحيطات مرة واحدة. يمكن أن يدفع الانجراف القاري قاع البحر إلى قمم الجبال. يمكن للبشر قطع الغابات وبناء المدن. كل هذه التغييرات تغير المنافذ ، الظروف البيئية التي تعيش في ظلها الحياة في تلك المنافذ.

بالطبع ، هذا يعني أن الحياة يجب أن تتغير أيضًا لتلائم الظروف الجديدة. إذا لم يحدث ذلك ، فإنه يموت. مثال على ذلك هو فراشة في إنجلترا. كان في الأصل أبيض مرقش ، مما سمح له بالاندماج في لحاء الأشجار الفاتح في منطقته. ومع ذلك ، في القرن التاسع عشر ، بدأت المصانع في هذه المنطقة في إخراج السخام من مداخنها التي استقرت على الأشجار ، مما أدى إلى تغيير لحاء الشجر من الأبيض المرقش إلى الأسود المرقش. لم تعد العثة قادرة على الاندماج وبالتالي كانت فريسة سهلة للطيور. ومع ذلك ، كانت بعض العث أكثر قتامة وبالتالي أقل وضوحًا. بعد بضعة أجيال من هذه الفراشات الداكنة نجت وتمرير جيناتها ، تغير اللون القياسي إلى الأسود المرقش ، وبقيت العثة ، التي تمتزج الآن في اللحاء المظلم ، على قيد الحياة.

لاحظ أن مثل هذه التغييرات ليست قرارات واعية يتخذها الكائن الحي: لم تقل العثة لنفسها ، & quot ؛ اللحاء يظلم - من الأفضل أن أغير اللون أيضًا. & quot ؛ إنه ببساطة أن هناك اختلافات بين الأفراد في أي نوع (ميزة التكاثر الجنسي وتوليف الجينات). بعض هذه الاختلافات ضارة: كانت اختلافات العثة الداكنة فريسة سهلة عندما كان لحاء الشجرة فاتحًا. ومع ذلك ، مع تغير الظروف في مكانة معينة ، يمكن أن تصبح هذه الاختلافات نفسها مفيدة ، مما يعزز فرص البقاء على قيد الحياة بدلاً من إضعافها.

هذه التغييرات في الخصائص الفيزيائية للكائن الحي هي ، بالطبع ، عرضية. إذا لم تكن هناك اختلافات في نوع ما تساهم في البقاء على قيد الحياة عندما تتغير الظروف ، أو إذا تغيرت الظروف بسرعة كبيرة لتنتقل الاختلافات المفيدة إلى عدد كافٍ من المتحدرين ، (1) يمكن أن تنقرض الأنواع.

البقاء على قيد الحياة من خلال الإستراتيجية

يمكن أن تحدث تغييرات أخرى في الكائن الحي بمرور الوقت. هذه استراتيجيات للبقاء ، وليست تغييرات جسدية ، تعمل على تحسين فرص بقاء الكائن الحي. على سبيل المثال ، أتقنت بعض الحيوانات أسلوب السبات أثناء فترات انخفاض الإمدادات الغذائية. طور Marmots بنية اجتماعية توفر المراقبين الذين يراقبون الحيوانات المفترسة ويطلقون تحذيرًا عند ظهورهم. تحفر كلاب البراري جحورها بمداخل ومخارج متعددة ، لذا إذا جاء حيوان مفترس في أحد الأبواب ، يمكن للكلاب المغادرة من خلال آخر.

استراتيجيات البقاء هذه هي تكيفات مع الظروف الملائمة ، ولكن على عكس التغيرات الجسدية ليست بالضرورة تغييرات وراثية. تتطلب استراتيجيات مثل السبات ، بالطبع ، جينات تغير فسيولوجيا الحيوان لإبطاء ضربات القلب ، وخفض درجة حرارة الجسم ، وتقليل التمثيل الغذائي للحيوان. البعض الآخر غريزي ، وراثيًا في دماغ الحيوان ، مثل الفجر يتقلب ويتجمد عندما تكون الحيوانات المفترسة على وشك.

ومع ذلك ، فإن بعض استراتيجيات البقاء هي سلوكيات مكتسبة. أي أن الصغار يتعلمونها من الحيوانات الأكبر سنًا التي تعلمتها من أسلافهم. على سبيل المثال ، تعلم معظم الحيوانات المفترسة صغارها تقنيات الصيد الناجح. بشكل عام ، يبدو أنه كلما زاد تعقيد الجهاز العصبي للحيوان ، زادت احتمالية تعلم الاستراتيجيات وليس الغريزية. أسماك القرش ، ذات الجهاز العصبي البسيط نسبيًا ، تصطاد بالفطرة ولا تحتاج إلى تعليمات حول كيفية القيام بذلك. يجب أن تتعلم الأسود ، بنظام معقد ، تقنيات التخفي والمطاردة والهجوم.

مرة أخرى ، في معظم الحيوانات ، لا تكون الاستراتيجيات قرارات واعية ، بل ردود فعل لمحفزات مثل الجوع أو العطش أو الاختناق أو الخوف أو الإرهاق. إذا تغيرت الظروف وأصبحت الاستراتيجية الغريزية خطيرة وليست مفيدة ، يمكن للحيوان أن يموت. على سبيل المثال ، قد تكون استجابة تجميد الظبي للخوف قاتلة إذا لم يكن هناك غطاء للاختباء فيه أثناء التجميد. تتمثل إستراتيجية ثور المسك في تشكيل دائرة ثابتة مع الشباب في الوسط والأعضاء الأكبر سنًا يواجهون الخارج ، بدلاً من الهروب. هذا ممتاز ضد الذئاب ، ولكنه قاتل عند مواجهة الرماح والبنادق (ومع ذلك ، فهو مثالي لاستراتيجية بقاء الإنسان المتمثلة في الصيد الجماعي بالأسلحة). لا يستطيع ثور المسك أن يقرر بوعي أن هذه الاستراتيجية لا تعمل وأنه يجب عليهم تجربة أخرى.

مزيج من الاستجابات الجينية والمتعلمة للمنبهات يخلق رد فعل الحيوان للمنبهات. على سبيل المثال ، رد الفعل الغريزي الذي تمليه وراثيًا لتهديد الحفاظ على الذات هو متلازمة & quotfight أو flight & quot. عندما يتعرض الحيوان للتهديد ، يخضع للعديد من التغييرات الفسيولوجية التي أصبحت مرتبطة وراثيًا بجسم الحيوان. تشمل التغييرات زيادة معدل التنفس لتوفير المزيد من الأكسجين للعضلات ، وتسريع ضربات القلب لتسريع تدفق الدم ، وتقليل الحساسية للألم ، وتغيرات في مجرى الدم ، بما في ذلك حقن الأدرينالين والتحويل بعيدًا عن أعضاء العضلات. تعد هذه التغييرات الفسيولوجية الحيوان إما للقتال من أجل البقاء أو الهروب من الخطر.

ومع ذلك ، يمكن أن تخفف الاستجابات المكتسبة من الغريزية ، اعتمادًا على مدى تعقيد الجهاز العصبي للحيوان. يزيد هذا التعقيد من خيارات الحيوان في الاستجابة للمنبهات. على سبيل المثال ، الأميبا ستتجنب المجال الكهربائي تلقائيًا - رد فعل غريزي لا تخفف منه استراتيجية البقاء. ومع ذلك ، فإن الجرذ الجائع سوف يمر عبر شبكة كهربائية تمنحه صدمات مؤلمة إذا كان هناك طعام على الجانب الآخر. يمكن أن تتعلم استراتيجية البقاء - الصدمات ، على الرغم من تسببها في التغيرات الفسيولوجية الغريزية للقتال أو الطيران ، إلا أنها لن تقتلها. سوف الجوع.

الحفاظ على الذات والإنسان

كل ما سبق ينطبق على البشر مثله مثل أي حيوان آخر: يرغب البشر في البقاء على قيد الحياة الشخصية بحثًا عن الطعام والشراب والراحة ، ويجب أن يتكيف الجنس مع المنافذ مع الظروف المتغيرة.

يخضع البشر لنفس المحفزات وردود الفعل مثل أي حيوان آخر. الجوع والعطش والاختناق والخوف والإرهاق هي أحاسيس جسدية تسبب ردود فعل جسدية غريزية. معظم ردود الفعل هذه مزعجة ، ويتجنب الناس المنبهات التي تسببها ، أو يتخذون إجراءات لتقليلها إذا لم يكن من الممكن تجنبها. وهكذا تأكل عند الجوع ، وتشرب عند العطش ، وتقاتل من أجل الهواء ، وتهرب من المواقف الخطرة ، وتنام. على أي حال ، ردود الفعل جيدة لأنها تخبرك أنك في موقف قد يؤدي إلى الإصابة أو الوفاة. هذه الاستجابات غريزية ، وليس لدينا سيطرة عليها أكثر مما نتحكم في لون أعيننا.

في الواقع ، لدينا سيطرة على لون عيوننا. سبب قيامنا بذلك هو سبب اختلاف نهجنا في الحفاظ على الذات عن جميع المخلوقات الأخرى. لدينا عقل قادر على إدراك المشكلات وحلها. نغير لون عيوننا بالعدسات اللاصقة. نحن نتفاعل مع الموقف المهدد من خلال تطبيق أدمغتنا على المشكلة وإيجاد حل لها.

الفرق بين البشر والحيوانات الأخرى هو أنه ، على عكس أي حيوان آخر (على حد علمنا) ، يمكننا أن نستجيب بوعي أو نغير استجابتنا للمنبهات أو نغيرها. إن أعظم مثال يكمن في وجود المتنزهات الترفيهية ، حيث يُخضع الناس أنفسهم عمدًا لمحفزات أن أي مخلوق آخر على الأرض سيبذل قصارى جهده لتجنبها. تخيل ، إذا استطعت ، رد فعل كلب على أفعوانية. إذا لم تقفز في الحركة الأولى ، فسوف تتأرجح في الجزء السفلي من السيارة حتى تصاب بنوبة قلبية على الأرجح. ومع ذلك ، فإن البشر يذهبون في مثل هذه الألعاب من أجل المتعة ، وتتقبل عقولنا أن الركوب آمن ، وبالتالي يتحكمون في الرعب الذي قد يسببه مثل هذا الشيء في أي مخلوق آخر.

وبالفعل ، فإن المظاهر الجسدية لضغوط مكان العمل ، مثل القرحة والصداع والانهيار العصبي ، غالبًا ما تُعتبر نتيجة للقتال أو متلازمة الهروب في العمل على الجسم ، في حين أن العقل مطلوب للبقاء تحت المنبهات التي لا مثيل لها. مخلوق على استعداد لقبول. على سبيل المثال ، قد يؤدي صخب رئيسك في العمل ، في حيوان آخر ، إلى شجار أو هروب العقوب. على الرغم من ذلك ، يقف البشر ، ويستمعون ، ويومون برؤوسهم ، ويقولون & quot ؛ أنا أفهم & quot ، وأعود إلى العمل (ربما يتمتمون بتعليقات غير مجدية عن رئيسهم تحت أنفاسهم).

أكثر من ذلك ، يمكن للبشر أن يغيروا البيئات التي نجد أنفسنا فيها لتعزيز فرصنا في البقاء بدلاً من مجرد التكيف معها. أدى اختراع الزراعة وتدجين الحيوانات إلى تحسين الإمدادات الغذائية وبناء المساكن المأوى المعزز من عناصر العلم والطب مما أدى إلى زيادة عمر الإنسان ونوعية تلك الحياة بشكل كبير. لقد غيرت براعة الإنسان كل جانب من جوانب العالم لتعزيز حياة الإنسان.

ومع ذلك ، يعيش البشر في مجتمع معقد للغاية. وبالتالي ، فإن الحفاظ على الذات هو اقتراح أكثر تعقيدًا بكثير من الحيوانات الأخرى. الأكل لإرضاء الجوع هو أكثر من مجرد العثور على الغطاء النباتي المناسب أو مأوى للصيد للراحة والاستجمام هو أكثر من العثور على كهف أو عش مناسب لتجنب الحيوانات المفترسة لأنه غالبًا ما يكون من الصعب إن لم يكن من المستحيل معرفة ما هو حيوان مفترس (الحيوانات المفترسة الحقيقية الوحيدة) على البشر هم بشر آخرون). حتى تجنب المواقف الخطرة (مثل حوادث السيارات) أمر صعب بسبب التكنولوجيا البشرية. يمكن أن تحدث الأشياء بسرعة ، فالخطر لا يظهر إلا بعد فوات الأوان لفعل أي شيء حيال ذلك.

للتعامل مع التعقيد ، أصبح المجتمع البشري ، إلى حد كبير ، مجتمعًا اقتصاديًا. أي أن الروابط بين الأشخاص غير المرتبطين غالبًا ما تستند إلى توزيع الموارد (يرتبط الأشخاص المرتبطون أكثر من خلال الارتباط الشخصي). سأناقش هذه العوامل الاجتماعية في الحفاظ على الذات لدى الإنسان في الفصل التالي.

الاقتباس أعلاه مأخوذ من الفيلم الشهير ، وول ستريت ، بطولة مايكل دوغلاس. عندما تم التحدث بها في الفيلم ، تم استخدامها كنقطة مواجهة للسخرية: الشخصية التي قالت إنها كانت ناجحة للغاية بعد العقيدة ، ولكن في النهاية كان سقوطه. قد يكون الجمهور على الرغم من أنها كانت عدالة شعرية. ومع ذلك ، فإن العقيدة هي مجرد بيان للضرورة البيولوجية.

الجشع له دلالة سلبية للغاية بالنسبة لمعظم الناس. إنه يستحضر صور إبنيزر البخيل وشيلوك ، يتمايلان على ذهبهما ويتجاهل مآسي ومآسي الآخرين. ومع ذلك ، فإنه في الواقع هو جمع الموارد ، كلما كان ذلك أفضل. من الناحية البيولوجية ، فإن الجشع الناجح لأي كائن حي أمر جيد.

يجب أن يجمع أي شكل من أشكال الحياة الموارد التي تسمح له بالبقاء والتكاثر. قد تكون الموارد الغذاء والماء وأشعة الشمس والمعادن والفيتامينات والمأوى. بدون هذه الأشياء يموت الكائن الحي. نظرًا لأن الهدفين الأساسيين للحياة هما الحياة والتكاثر ، فيجب أن تفعل كل ما في وسعها لتجنب الموت بسبب نقص الموارد.

الجشع هو أحد الكائنات الحية التي تحصل على جزء أكبر من الكعكة ، أكثر من الموارد الضرورية ، من الكائنات الحية الأخرى. على سبيل المثال ، في غابة الأمازون المطيرة ، تموت شجرة في بعض الأحيان وتسقط. هذا يترك فتحة للشمس في مظلة مستمرة من أوراق الشجر. تتسابق النباتات والأشجار مع بعضها البعض لتنمو في هذا الافتتاح. الفائزون في السباق يملأون الفتحة التي يموت فيها الخاسرون بسبب قلة ضوء الشمس. (أتينبورو ، 1990) الجشع لضوء الشمس يعني الحياة.

مرة أخرى ، فيما يتعلق بالحفاظ على الذات والجنس ، فإن الجشع هو رد فعل غريزي. عند تقديم الموارد ، فإن الغريزة هي الاستيلاء عليها واستخدامها والاستفادة منها. هذا ليس قرارًا واعًا. الحيوان ، عندما يتضور جوعًا ، يريد المزيد من الطعام عندما يشعر بالعطش ، والمزيد من الماء. If it means taking it from another animal, that's what it does if it can.

You may ask, what about those animals who feed their offspring, though they're starving themselves? Remember that the second purpose of life is to reproduce. This requires not only producing the young. Once it's born it must be kept alive until it's self-sufficient. If it dies, then all the time, effort and energy to produce it must be repeated to produce another one. However, once it reaches self-sufficiency the parent's genes will, most likely, be passed on to another generation. Keeping the offspring alive, even at the expense of the parent dying, is of paramount importance. Thus, a parent caring for its young at its own expense is not an act of selflessness it's an act of genetic selfishness.

You may also point out that humans avoid being greedy. In fact, being greedy is something that is scorned, something to be ashamed of. Once again, as for self-preservation and reproduction, it's because humans are unique -- we have a conscious mind that influences their biological instincts. How that works is the topic of the next chapter.

NOTES

1There is a theory of critical mass, that the gene pool for a species must be large enough (that is, the breeding population must be large enough) to provide enough variations to counter adverse conditions or events. For example, the African cheetah population appears to be descended from only a few individuals apparently most of the species fell prey to a disease that only a few survived because of a genetic immunity. Those few represented a gene pool too small to provide much in the way of variation, and there is a fear that something, perhaps another disease to which the current population has no genetic immunity, will kill off the remaining cheetahs.
Return

2 Of course, we can also argue that this same ingenuity has enhanced human life to the point that human life, and all other life on earth, is threatened. The human ability to alter the environment to help people survive has allowed so many people to survive that the Earth itself, which is need to support them, many not survive.
Return


What Lack of Affection Can Do to You

Recently I wrote about Juan Mann, the founder of the “Free Hugs” movement who felt so deprived of meaningful human contact that he offered to embrace strangers on the street. Perhaps you can identify with Mann. How often do you find yourself feeling lonely, craving more affection than you get? Maybe you wish your spouse or partner were a bit more demonstrative of his or her love. Maybe you’ve tried without success to get certain people in your life to be more affectionate with you, so you go on wishing for more affection than you receive. If any of this sounds familiar, then you’re experiencing a common problem known as skin hunger, and you're far from alone. Consider:

  • Three out of every four adults agree with the statement, “Americans suffer from skin hunger.”
  • More Americans live alone than ever before.
  • One in four Americans reports not having a single person to talk to about important issues. among American adults has increased by 16 percent in the last decade.

These facts help us understand the nature of skin hunger, which is both an acknowledgment that we don’t get as much affection as we need, and of our drive to get more. We normally associate hunger with food, of course—but we don’t feel hunger simply because we want food. We feel hunger because we يحتاج food, just as we feel thirsty because we need water, and tired because we need sleep. Our bodies know what they require to function properly, and research suggests that affection belongs on that list, right behind food, water, and rest.

Just as lack of food, water, and rest have their detrimental effects, so too does the lack of affection. In a recent study of 509 adults, I examined the construct of skin hunger—and the social, relational, and health deficits with which it is associated. The results were consistent and striking. People with high levels of skin hunger are disadvantaged in multiple ways, compared to those with moderate or low levels. Specifically, compared to people with less skin hunger, people who feel more affection-deprived: are less happy more lonely more likely to experience depression and stress and, in general, in worse health. They have less social support and lower relationship satisfaction. They experience more mood and anxiety disorders, and more secondary immune disorders (those that are acquired rather than inherited genetically). They are more likely to have alexithymia, a condition that impairs their ability to express and interpret emotion. Finally, they are more likely to have a preoccupied or fearful-avoidant attachment style they're less likely to form secure attachments with others in their lives.

These findings don’t establish that skin hunger causes all of these negative conditions, only that people who feel highly affection-deprived are more likely than others to experience them. If you’re one of those people, though, these findings probably come as no surprise. Affectionate contact is so necessary for a healthy life that we suffer when we don’t get enough.

Fortunately, skin hunger doesn’t have to be a permanent condition. Each of us has the capacity to get more affection in our lives. In the meantime, put down your cell phone and share an affectionate moment with someone in person. For those with skin hunger, human contact—not the technologically mediated variety—is the cure for what ails.


The Physics Of Jumping

In jumping events such as the long jump and high jump the athlete must propel him or herself into the air with as much speed as possible in order to achieve the maximum jump distance. In the high jump the jumping distance is the vertical distance that the athlete clears, and in the long jump the jumping distance is the horizontal distance that the athlete clears. In this page I will mainly discuss the physics of these jumping events.

The Physics Of Long Jump

Source: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2013_IPC_Athletics_World_Championships_-_26072013_-_Keng-Chin_Liang_of_Taipei_during_the_Men's_Long_jump_-_T12_2.jpg. Author: https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Pleclown


In order to jump as far as possible in the long jump, the athlete must run as fast as he can and then jump up as high as he can at the point of takeoff. This is a case of projectile motion in which the maximum distance is achieved by maximizing horizontal velocity and vertical velocity at the point of takeoff. The figure below shows a schematic of the long jump.

الخامسx is the horizontal velocity of the center of mass of the long jumper at the point of takeoff. The center of mass is represented by the red dot

الخامسذ is the vertical velocity of the center of mass of the long jumper at the point of takeoff

ح is the change in vertical position of the center of mass of the long jumper between the takeoff point and landing point

ص is the horizontal jumping distance of the long jumper

The center of mass of the long jumper can be treated as a single particle obeying Newton's second law of motion. If we reasonably assume that air resistance is negligible, the motion of the center of mass of the long jumper is exactly predicted by the equations for projectile motion , during the airborne phase of the long jump. At the point of takeoff the horizontal velocity of the long jumper is already established (due to the speed build up during the run). So the only thing the long jumper can do at this point is maximize الخامسذ in order to maximize ص. This is achieved by pushing off the ground with the takeoff leg with as much force as he can. A greater الخامسذ increases the time spent airborne which increases the jumping distance ص.

To further maximize jumping distance, the long jumper can raise his legs so that he falls further down upon landing. This increases ح and increases ص as a result. Due to the importance of fast running speed in obtaining large long jump distance, it is no surprise that the best sprinters can also be the best long jumpers. Carl Lewis is a well known example of this.

A more elaborate jumping sport similar to the long jump is the triple jump in which athletes jump three times. Each of the three jump distances are maximized in a similar fashion to how a long jump distance is maximized. The video below shows a triple jump.


The Physics Of High Jump

In order to jump as high as possible in the high jump (using the Fosbury Flop), the athlete must maximize his vertical jump velocity at the point of takeoff, while also having sufficient horizontal velocity to carry his body over the bar. Optimal high jump technique involves leaning back a bit and planting the takeoff leg ahead of the body, just before the jump. The figure below illustrates the run-up and takeoff for the high jump [1]. The high jumper must reach a fast running speed before takeoff. This enables him to maximize the vertical force exerted by his takeoff leg on the ground, which in turn helps maximize his vertical jump velocity [1]. The authors of [1] state: "When the takeoff leg is planted ahead of the body at the end of the run-up, the knee extensor muscles (quadriceps) resist against the flexion of the leg, but the leg is forced to flex anyway, because of the forward momentum of the jumper. In this process the takeoff leg's knee extensor muscles are stretched. It is believed that this stretching produces a stimulation of the muscles, which in turn allows the foot of the takeoff leg to press harder against the ground". This means that the takeoff leg (at the end of the run-up) pushes against the ground harder during takeoff than it would if the jumper is jumping from a standing position.

During the takeoff stage, the vertical range of motion of the center of mass of the high jumper must also be maximized in order to maximize the vertical takeoff velocity. This maximizes the time over which the takeoff force (exerted by the takeoff leg on the ground) is applied, which in turn maximizes the vertical takeoff velocity. So at the start of the takeoff stage the center of mass of the high jumper is in a low position and at the end of the takeoff stage it's in a high position. This is achieved by running with bent legs on the last few steps before takeoff and by running on a curve (which also lowers the center of mass of the high jumper due to the "lean" towards the center of the turn) [1].

In addition to the large takeoff force induced by planting the takeoff leg ahead of the body, there is additional physics to consider as a result of planting the takeoff leg. The takeoff foot, when planted, serves as a form of pivot enabling part of the horizontal momentum of the high jumper to be transformed into additional vertical (takeoff) momentum, which in turn translates into additional vertical takeoff velocity. The figure below shows a basic schematic of this, in which the high jumper is represented (for simplicity) as a thin rectangle. Stage (1) shows the high jumper before he leans back, near the end of the run. Stage (2) shows the high jumper after he leans back and just before he plants his takeoff leg in the ground. Stage (3) shows the high jumper just after he plants his takeoff leg in the ground. Angular momentum is conserved about pivot point ص between stage (2) and (3). Treat this as a two-dimensional problem.

الخامسx is the horizontal velocity of the center of mass جي of the high jumper just before he plants his takeoff leg in the ground

إل is the distance between ص و جي

θ is the lean-back angle of the high jumper

الخامس is the velocity of the center of mass of the high jumper just after the takeoff leg is planted in the ground. This is the velocity of the center of mass at the start of the takeoff stage.

ث is the angular velocity of the high jumper just after the takeoff leg is planted in the ground

Since angular momentum is conserved about ص we can write the following equation for conservation of angular momentum between stage (2) and (3), about ص:

مالخامسxإلsinθ = أناصث (1)

أين م is the mass of the high jumper, and أناص is the moment of inertia of the high jumper about point ص, about an axis pointing out of the page.

حاليا، ث = الخامس/إل (2)

Since the high jumper is represented by a thin rectangle,

أناص = (1/12)م(2إل) 2 +مL 2 (3)

Substitute equations (2) and (3) into (1) and solve for الخامس. We get:

الخامس = (3/4)الخامسxsinθ

The vertical component of الخامس يكون الخامسذ = (3/4)الخامسxsinθكوسθ.

Note that this result assumes that the high jumper is a rigid body between stage (2) and (3), which is not completely accurate. But nonetheless, this result is informative and serves as a useful representation for part of the physics taking place during the takeoff stage.

As a rough estimate for elite level jumpers, use الخامسx = 8 m/s and θ = 70-80 degrees. This gives a vertical component الخامسذ of 1-2 m/s (at the start of the takeoff stage). This vertical component الخامسذ contributes to the vertical takeoff velocity of the high jumper (in addition to the contribution provided by the takeoff force generated by the takeoff leg). For example, if the vertical takeoff velocity of a high jumper's center of mass is 4.5 m/s (at the end of the takeoff stage) and the vertical component الخامسذ is 1 m/s (at the start of the takeoff stage), then the takeoff force propels the high jumper upward at a certain acceleration such that the vertical velocity gain is 3.5 m/s between the start and end of the takeoff stage. The initial vertical velocity of 1-2 m/s can add significant height to the jump.

The center of mass of the high jumper can be treated as a single particle obeying Newton's second law of motion. If we reasonably assume that air resistance is negligible, the motion of the center of mass of the high jumper is exactly predicted by the equations for projectile motion, during the airborne phase of the high jump. Once the high jumper's feet leave the ground, the motion (and maximum height reached) of his center of mass is established and nothing more can be done by the high jumper to change it. However, once the high jumper is airborne he can further maximize the bar height he clears by bending his body around the bar using appropriate technique (as shown in the figure below). In doing so, his center of mass (the red dot) can actually pass underneath the bar, while enabling his body to pass over the bar (the black dot). This means that the bar can actually be placed higher than the maximum height reached by the center of mass of the high jumper.

Lastly, the high jumper must have a slight rotational speed in order to go "around" the bar as he jumps over it. This rotational speed is established by the high jumper at takeoff, using the force exerted by his takeoff leg on the ground at takeoff.

This concludes the physics analysis of the long jump and high jump. For an interesting analysis involving standing jump height see Jump height on another planet.

1. J. Dapena and T.K. Ficklin, Scientific Services Project - High Jump (USA Track and Field), Biomechanics Laboratory, Dept. of Kinesiology, Indiana University, 2007. http://www.indiana.edu/


مناقشة

The main finding of this meta-analysis is that interval training produces improvements in VO2max slightly greater than those typically reported with what might be described as adult fitness based continuous training even though many of the studies were of short duration with limited training sessions per week. While the observation that more intense training results in greater increases in cardiorespiratory fitness is not surprising, our analysis suggests that longer intervals combined with high intensity continuous training can generate marked increases in VO2max in almost all relatively young adults.

As noted in the introduction, the Heritage Study demonstrated a mean increase in VO2max of 0.4 L · min 𢄡 in response to 20 weeks of standardized adult fitness style training and marked individual variation was observed [5]. This value is also relatively high in comparison to other large adult fitness style training programs that show increases in VO2max on the order of 0.2𠄰.3 L • min 𢄡 [47]. By contrast, the studies we evaluated that used interval training alone or in combination with continuous training estimated a mean increase in VO2max of 0.5 L · min 𢄡 . Figure 4 demonstrates an estimated distribution of training evoked changes in VO2max for the studies we evaluated. This figure presents a distribution of means whereas the Heritage data is of population values. It is worth noting, however, that the distribution of study effects presented in Figure 4 would appear to be shifted right in comparison to the Heritage data in spite of the fact that some of the studies were of limited duration (6𠄸 weeks) used intervals that were only one minute long and the time spent during the “work” portion of the interval training session was as low as 10 minutes. Thus, assuming the individual subject data used to generate the summary statistics in this meta-analysis follow roughly a normal distribution, the distribution of individual changes would be comparable, if not slightly better, than the Heritage data even though the overall duration (weeks spent training) were shorter in the studies we evaluated.

The conventional wisdom is that intervals of 3𠄵 minutes are especially effective in evoking increases in exercise capacity. Consistent with this idea, the nine studies that generated the biggest increases in VO2max (𢏀.85/min) generally used intervals of 3𠄵 minutes and high intensity continuous training [7]–[15]. Additionally, many of these studies presented either individual data or ranges for VO2max values pre and post training, and inspection of this data suggests that a marked training response was seen in all subjects. Thus, given the large increases in VO2max seen in these studies, we believe that caution must be used in concluding that at least some humans are incapable (perhaps for genetic reasons) of increasing their VO2max in response to endurance exercise training.

Along these lines, many of the studies showing the largest increases in VO2max appeared to follow a pattern similar to the so-called “Hickson protocol” [7]. This protocol includes 10 weeks of training 6 days/week with interval and continuous training on alternate days. Interval training consists of six 5 minute sessions on a cycle ergometer at a work rate approaching the subjects' VO2max. These work periods are separated by 2 minutes of active rest. As the subjects' power output increases during training, the exercise intensity is increased as needed. On the non-interval days, continuous training consists of running as fast as possible for 30 min/day during the 1st week, 35 min/day during the second week, and 40 min/day or longer thereafter.

The original study of Hickson and colleagues noted that VO2max was continuing to increase at the end of the 10 week training program [7]. However, their subjects declined to continue to train due to the extremely arduous nature of the program. This observation emphasizes that it may be unrealistic to expect significant segments of the population to participate in an exercise training program that permits them to reach their individual upper limit for VO2max. It should also be noted that the high intensity continuous running almost certainly contributed to the large increases in VO2max seen in studies using the Hickson protocol but it is not possible to determine the relative role of each type of training.

Since there is no genetic data on the subjects from the studies included in our analysis it is not possible to use them to retrospectively evaluate the genetic determinants of trainability that have emerged from Heritage [5]. It is well accepted that the increases in VO2max with training are due to increases in cardiac output and peripheral oxygen extraction. However, the contribution of changes in stroke volume, blood volume, capillary density, muscle mitochondrial content and many other factors associated with training induced increases in VO2max might vary on both an individual basis and perhaps via interaction with specific elements of a given training program [48]–[52].

In addition to the well-known limitations associated with retrospective analysis of data reported previously, there are specific limitations to our analysis. First, as detailed above there was wide variability in training programs used in the studies we evaluated. Second, about two thirds of the subjects included in the studies we evaluated were (likely Caucasian) young men and this could explain at least some of the increased responsiveness that we saw. However, sex and age generally do not have major effects on the VO2max responses to training [5], [41]. We also did not include studies in patient populations that have shown marked improvements in exercise capacity with interval training in groups previously thought to have limited trainability [53]. Nor did we include a body of work showing that very short bouts of high intensity exercise followed by longer periods of recovery can have profound effects on exercise capacity [54]. The findings from these studies along with the data reported in our paper indicate that some of the peripheral metabolic adaptations to training require can be elicited by very short periods of high intensity exercise, but that longer intervals are required to see large changes in cardiac output and VO2max. The analysis also suggested some effect of publication bias, particularly with studies with small sample sizes and small effects. While the estimated change in VO2max remained statistically significant with various sensitivity analyses, a clear causal association is inherently limited with this data.

In summary, our analysis indicates that in addition to studies using training programs consistent with various public health guidelines, the basic biology of trainability needs to be evaluated using regimens designed to generate the most robust possible physiological adaptations.


Love Hurts

This all paints quite the rosy picture of love: hormones are released, making us feel good, rewarded, and close to our romantic partners. But that can’t be the whole story: love is often accompanied by jealousy, erratic behavior, and irrationality, along with a host of other less-than-positive emotions and moods. It seems that our friendly cohort of hormones is also responsible for the downsides of love.

Dopamine, for instance, is the hormone responsible for the vast majority of the brain’s reward pathway – and that means controlling both the good and the bad. We experience surges of dopamine for our virtues و our vices. In fact, the dopamine pathway is particularly well studied when it comes to addiction. The same regions that light up when we’re feeling attraction light up when drug addicts take cocaine and when we binge eat sweets. For example, cocaine maintains dopamine signaling for much longer than usual, leading to a temporary “high.” In a way, attraction is much like an addiction to another human being. Similarly, the same brain regions light up when we become addicted to material goods as when we become emotionally dependent on our partners (Figure 2). And addicts going into withdrawal are not unlike love-struck people craving the company of someone they cannot see.

الشكل 2: Dopamine, which runs the reward pathways in our brain, is great in moderate doses, helping us enjoy food, exciting events, and relationships. However, we can push the dopamine pathway too far when we become addicted to food or drugs. Similarly, too much dopamine in a relationship can underlie unhealthy emotional dependence on our partners. And while healthy levels of oxytocin help us bond and feel warm and fuzzy towards our companions, elevated oxytocin can also fuel prejudice.

The story is somewhat similar for oxytocin: too much of a good thing can be bad. Recent studies on party drugs such as MDMA and GHB shows that oxytocin may be the hormone behind the feel-good, sociable effects these chemicals produce. These positive feelings are taken to an extreme in this case, causing the user to dissociate from his or her environment and act wildly and recklessly. Furthermore, oxytocin’s role as a “bonding” hormone appears to help reinforce the positive feelings we already feel towards the people we love. That is, as we become more attached to our families, friends, and significant others, oxytocin is working in the background, reminding us why we like these people and increasing our affection for them. While this may be a good things for monogamy, such associations are not always positive. For example, oxytocin has also been suggested to play a role in ethnocentrism, increasing our love for people in our already-established cultural groups and making those unlike us seem more foreign (Figure 2). Thus, like dopamine, oxytocin can be a bit of a double-edged sword.

And finally, what would love be without embarrassment? Sexual arousal (but not necessarily attachment) appears to turn off regions in our brain that regulate critical thinking, self-awareness, and rational behavior, including parts of the prefrontal cortex (Figure 2). In short, love makes us dumb. Have you ever done something when you were in love that you later regretted? ربما لا. I’d ask a certain star-crossed Shakespearean couple, but it’s a little late for them.

So, in short, there is sort of a “formula” for love. However, it’s a work in progress, and there are many questions left unanswered. And, as we’ve realized by now, it’s not just the hormone side of the equation that’s complicated. Love can be both the best and worst thing for you – it can be the thing that gets us up in the morning, or what makes us never want to wake up again. I’m not sure I could define “love” for you if I kept you here for another ten thousand pages.

In the end, everyone is capable of defining love for themselves. And, for better or for worse, if it’s all hormones, maybe each of us can have “chemistry” with just about anyone. But whether or not it goes further is still up to the rest of you.

Katherine Wu is a third-year graduate student at Harvard University. She loves science with all of her brain.


أساليب

Subjects.

Sixteen highly trained male middle- and long-distance runners (body mass 67.9 ± 7.3 kg, height 177.6 ± 7.0 cm, age 24.6 ± 5.0 yr means ± SD), all having regularly participated in regional, national, or international competition in events ranging from 1,500 m to the marathon, took part in the study. The runners gave their written informed consent to participate in the experimental procedure, which was approved by the University of Calgary Conjoint Health Research Ethics Board. All subjects performed distance running training between 6 and 12 times per week. The training volume of the subjects was 118 ± 32 km/wk. None of the subjects had any neuromuscular or musculoskeletal injuries at the time of the study.

Maximal oxygen uptake and lactate threshold.

On the first visit to the laboratory, V̇ o 2max and lactate threshold were determined. Subjects were instructed to wear cool, loose clothing and their own lightweight running shoes and were instructed not to consume any food or drink, other than water, during the 90 min before the testing session. They were also asked to refrain from caffeine and vigorous physical activity for 24 h before the session. After a self-selected warm-up, the subjects began running on a motorized treadmill (Woodway Pro, Woodway USA, Waukesha, WI). The initial speed was ∼3 km/h below the subject's most recent 10-km race performance, and there was no gradient. Expired gases were measured by a Parvomedics TrueMax 2400 metabolic measurement cart (Salt Lake City, UT) for the determination of V̇ o 2 (ml·kg −1 ·min −1 ) and carbon dioxide output (V̇ co 2, ml·kg −1 ·min −1 ). The treadmill belt speed was increased 0.8 km/h every 2 min. After each 2-min stage, subjects briefly straddled the treadmill belt and a fingertip blood sample was taken for blood lactate measurement (Lactate Pro). Once blood lactate concentration rose >1 mM from the previous sample, the treadmill speed was returned to the previous speed and the grade was increased 2%. This increment in grade was repeated every minute until volitional fatigue.

The metabolic cart was calibrated before and after each session by means of a two-point calibration using room air and a gas mixture of known composition (4% CO2, 16% O2, balance N2). The flow sensor (Hans Rudolf 3813 heated pneumotachometer) was calibrated with a manual 3-liter syringe. The accuracy values provided by the manufacturer are 0.03% and 0.1% for O2 وشارك2 and ±2% for volume. The technical error of measurement for this system in our lab is reported to be 0.09 l/min (1.9 ± 0.3%).

sLT was defined as the speed at the stage preceding the stage for which there was a blood lactate increase ≥1.0 mM. V̇ o 2max was defined as the highest 30-s average V̇ o 2 during the test. V̇ o 2max was considered to have been achieved if there was no increase (<100 ml·kg −1 ·min −1 ) in V̇ o 2 with an increase in treadmill slope or if two of the following occurred: 1) RER was >1.15, 2) blood lactate concentration was >8 mM, or 3) subjects reached their age-predicted maximal heart rate (220 − age). All tests were terminated by volitional exhaustion, and all subjects achieved V̇ o 2max by these criteria.

Running economy.

On a separate day, each subject's RE was determined. The subjects were reminded of the same pretesting instructions as for the first testing session. After a warm-up period of 10 min at a running speed of 9.6 km/h, the subjects ran three different speeds for 5 min on a treadmill in the same order: 75%, 85%, and 95% sLT. For each speed, the breath-by-breath V̇ o 2 was averaged every 30 s. Steady state was defined as an increase of <100 ml O2 over the final 2 min of each stage. In the one case for which the difference was >100 ml, the stage was continued for another 30 s, which resulted in a confirmed steady state. The V̇ o 2 over the final 2 min was taken as the steady-state V̇ o 2 for that speed. Between stages, the subjects stood stationary on the treadmill for 5 min. Fingertip blood samples were taken for lactate analysis immediately before and after each 5-min stage.

RE at each speed was expressed as both a gross oxygen cost (ml O2·kg −1 ·km −1 ) as well as a gross caloric unit cost (kcal·kg −1 ·km −1 ). With the average RER over the same 2 min, the caloric equivalent of the V̇ o 2 (kcal/l O2) was determined (17) and caloric unit cost was calculated as caloric unit cost (kcal·kg −1 ·km −1 ) = V̇ o 2·caloric equivalent·س −1 ·BM −1 ·K, where V̇ o 2 is measured in liters per minute, caloric equivalent is in kilocalories per liter, speed (س) is in meters per minute, body mass (BM) is in kilograms, and K is 1,000 m/km. Resting metabolic rate was not subtracted, because it cannot be confirmed that resting metabolic demand continues at the same rate during the running. This is a baseline subtraction issue as described by Stainsby and Barclay (27).

Statistics.

Values are presented as means ± SD. One-way ANOVA with repeated measures and Tukey's post hoc test were used to test for differences between the three speeds. Pearson product-moment correlation was used to identify significant relationships. تم تعيين الدلالة الإحصائية في ص ≤ 0.05.


Exercise and Physical Reconditioning

Donna Bloodworth , in Pain Management , 2007

▪ HIP AND KNEE ARTHRITIS

Endurance and strengthening exercises have been prescribed for hip and knee osteoarthritis and have been studied in the literature. Quadriceps weakness is known to correlate with the presence of arthritis, and with greater pain and disability, but not with progression of the disease. 13 Both endurance and strengthening programs improve pain and function when prescribed for persons with hip or knee arthritis. Additionally, participation in endurance activities has been shown to decrease depressive symptomatology in this patient group. 13 As discussed, transient increases in pain due to exercise occur and the likelihood of injury as a result of exercise participation is very small. 13 One of the most fundamental exercises in a knee arthritis physical therapy program is the quad set, in which the patient lies or sits with the affected knee extended and the shank supported, and isometrically contracts the quadriceps muscle. This exercise has been shown to reduce pain and improve function ( Fig. 127-2 ). 28 Straight leg raises, quadriceps and gluteal strengthening, hamstring stretches, joint conservation instruction and cycling or water aerobics can be added to the script, as well as gait training with a cane ( Fig. 127-3 ).


Humans best at long distance running: purely physiological or is it a function also of ability to pace? - مادة الاحياء

Perhaps the hallmark study in human exercise physiology was performed by Nobel Laureate Professor AV Hill on himself in Manchester, England in the early 1920s. Hill circled an 88 metre grass running track at three different speeds each for 4 minutes while he measured his average oxygen consumption every 30 seconds (Hill and Lupton 1 fig 2 of that paper). He concluded that his oxygen consumption reached a maximum at 16 km/hour “beyond which no bodily effort can drive it”. 2 (page 166 1 ) This experiment established the single most popular test in the exercise sciences – the progressive exercise test for the measurement of the maximum oxygen consumption (VO2max). The experimental protocol in this test forces the subject progressively to increase the work rate until voluntary exhaustion.

According to the modern interpretation, 3 – 14 the outcome of this test defines the limits of the human cardiorespiratory system, because it apparently terminates when the cardiac output reaches a maximum value. 9 11 13 It also established a model to explain the biology of human exercise performance, for if the cardiovascular system determines maximal exercise performance, then it must also determine performance during many other forms of exercise, as suggested by Bassett and Howley 9 and others. 15 16 Thus, champion athletes able to run very fast for long distances do so because of the metabolic consequences in their skeletal muscles of their superior cardiovascular function, 9 15 16 even though they exercise at intensities below that at which the VO2max is reached and at which, according to that model, cardiovascular function is not maximal and cannot therefore, by definition, be ال “limiting” factor.

This explanation seems paradoxical because, if correct, it predicts that athletes should be able to exercise more vigorously and for longer simply by increasing …


شاهد الفيديو: Top 10 Foods You Should NEVER Eat Again! (كانون الثاني 2023).