메뚜기가 점프를 높이 할수 있는건 무엇일까요?
안녕하세요.
메뚜기는 보통 높이 점프할수 있는 곤충을 대표하는데요, 메뚜기가 자기 크기에 비해 그렇게 높이 뛸수 있는건 무엇때문일까요?
메뚜기가 높이 점프할 수 있는 이유는 뒷다리의 근육이 발달했고, 이 근육을 스프링처럼 이용하여 에너지를 모았다가 한 번에 방출하는 투석기 원리를 사용하기 때문입니다. 특히 뒷다리의 넓적다리마디가 크고 굵게 발달해 점프에 적합한 구조를 가지고 있으며, 근육의 수축과 이완을 통해 강력한 힘을 생성합니다. 이러한 생체 역학적 구조 덕분에 메뚜기는 자신의 몸길이보다 몇 배나 높이 뛸 수 있습니다.
안녕하세요.
네, 메뚜기가 자기 몸 크기에 비해 아주 높이 점프할 수 있는 비결은 단순히 다리 근육의 힘만이 아니라, 에너지를 저장하고 순간적으로 방출하는 독특한 기계적 구조 덕분인데요, 메뚜기의 뒷다리에는 강력한 굴곡근과 신전근이 있지만 근육은 단독으로는 순간적으로 아주 큰 힘을 내기 어렵습니다. 그래서 메뚜기는 근육이 수축한 힘을 곧바로 쓰지 않고, 먼저 다리 관절 부위에 있는 단단한 키틴질 구조에 에너지 형태로 저장하는데요, 이는 마치 활시위를 잡아당겨 장전에너지를 모으는 것과 같습니다. 또한 메뚜기의 무릎 관절에는 일종의 잠금장치가 있어, 근육이 수축해도 다리가 곧바로 펴지지 않게 막는데요, 그동안 근육이 계속 에너지를 쌓아두면, 키틴질 구조가 탄성체처럼 에너지를 저장하게 되는 것입니다. 이러한 잠금 장치가 풀리면 저장된 에너지가 단숨에 해방되면서, 근육만으로는 낼 수 없는 순간적이고 폭발적인 힘이 발생합니다. 이 힘으로 다리가 빠르게 펴지면서 메뚜기는 자기 몸길이의 수십 배에 달하는 점프를 할 수 있게 됩니다. 게다가 메뚜기는 상대적으로 몸이 작고 가볍기 때문에 중력의 영향을 적게 받는데요, 포유류 같은 큰 동물은 몸집이 커질수록 중력의 영향이 커져 점프력이 제한되지만, 작은 곤충은 저장된 에너지를 몸 전체에 훨씬 효율적으로 전달할 수 있습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
메뚜기는 자기 몸 크기에비해서 높이 점프할 수 있는 이유가 있는데,
다리근육만으로 힘을쓰는것이 아니라
다리 관절에있는 반동성 단백질인 레실린을 이용합니다.
이곳에 에너지를 저장해두었다가 순간적으로 방출하기때문에
높이 뛸수있고,
용수철처럼 힘을 모았다가 한번에 풀어내는 방식이라고 볼 수 있습니다.
감사합니다.
메뚜기의 강한 뒷다리 근육과 구조상 에너지를 저장했다가 방출하는 특수 구조 덕분입니다.
메뚜기는 점프에 최적화된 도약형 뒷다리를 가지고 있습니다.
이 다리에는 다른 다리에 비해 훨씬 크고 강한 넙적다리 신근이 발달해 있는데, 이 근육은 다리를 굽혔다가 펴는 역할을 하며, 점프에 필요한 추진력을 만들어 줍니다. 다리의 길이도 중요한데, 길고 잘 발달된 다리는 지면과의 접촉 시간을 늘려 더 많은 힘을 전달할 수 있게 해서 더 강하게 뛰는 것이 가능하죠.
게다가 메뚜기는 근육의 힘을 즉각적으로 사용하는 것이 아니라, 새총이나 활처럼 에너지를 저장했다가 한순간에 방출하는 방식에 있습니다.
메뚜기는 점프하기 직전, 뒷다리를 몸 아래로 바싹 접습니다. 이때 넙적다리 신근이 수축하면서 동시에 다리 관절에 있는 탄성 구조가 변형되어 탄성 에너지를 축적합니다. 이 과정에서 근육에 엄청난 양의 에너지를 모으게 됩니다.
에너지가 충분히 모이면, 메뚜기는 다리를 고정하던 근육의 힘을 풀어버리고, 이 순간 축적된 탄성 에너지가 순식간에 방출되면서 강한 힘으로 뒷다리를 펴게 되고, 메뚜기는 강하게 점프하는 것입니다.
안녕하세요. 김채원 전문가입니다.
메뚜기는 뒷다리에 발달한 거대한 대퇴근육과 반좌초 메커니즘이라고하는 에너지 저장장치를 통해서 순간적으로 근력 이상의 탄성을 발휘하게됩니다.
즉, 근육이 힘둘에 에너지를 압축해둔 뒤 순간 방출하며 체중대비 월등히 높은 도약을가능하게 합니다.