วางนิตยสารลงท้ายย่อหน้านี้แล้วเดินไปรอบๆ ขั้นแรกให้เดินตามปกติโดยแกว่งแขน จากนั้นลองพับแขนดู สุดท้าย ทำโดยให้แขนและขาแต่ละข้างอยู่ในระยะ แกว่งไปข้างหน้าและข้างหลังพร้อมกัน เป็นการเคลื่อนไหวแบบ “ติ๊กต่อก” ไม่สนใจสายตาแปลกๆ ของผู้สัญจรผ่านไปมา ท้ายที่สุด คุณกำลังทำสิ่งนี้ในนามของฟิสิกส์ หากคุณทำการทดลองเล็ก ๆ น้อย ๆ นี้ คุณอาจสังเกตเห็นว่าวิธีเดินที่สองและสาม
นั้นยากกว่า
แต่ทำไม? คำตอบ เช่นเดียวกับคำถามสำคัญมากมายในชีวกลศาสตร์ – ซับซ้อนกว่าที่คุณคิด การวิจัยทางชีวฟิสิกส์จำนวนมากมุ่งเน้นไปที่วิธีที่นักฟิสิกส์ช่วยนักชีววิทยาในการศึกษาการทำงานของเซลล์ สิ่งนี้ไม่น่าแปลกใจในหลายๆ ด้าน มักต้องใช้เทคนิคทางชีวฟิสิกส์ที่ซับซ้อนในการตรวจสอบการทำงาน
ของสิ่งต่างๆ ในระดับไมโครและนาโน และกระบวนการเมแทบอลิซึมอาจได้รับอิทธิพลจากผลกระทบทางควอนตัม ในทางตรงกันข้าม เราอาจคิดว่าเรารู้หมดแล้วว่าอวัยวะและร่างกายทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะมนุษย์โฮโมเซเปียนส์ทำงานอย่างไร การเคลื่อนไหวและแรงในระดับมหภาคนั้น
ค่อนข้างตรงไปตรงมาในการวัดและขึ้นอยู่กับกฎของฟิสิกส์คลาสสิกเท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้น กายวิภาคของร่างกายของเราได้รับการแมปมาเป็นเวลาหลายร้อยปี เมื่อเทียบกับ 10 ปีที่เรามีคู่มือที่ครอบคลุมเกี่ยวกับจีโนมมนุษย์ อย่างไรก็ตาม น่าประหลาดใจที่การวิจัยโดยนักชีวกลศาสตร์ ซึ่งเป็นผู้ที่รวมความเชี่ยวชาญ
ทั้งด้านชีววิทยาและฟิสิกส์เข้าด้วยกัน ยังคงค้นพบและเติมเต็มพื้นที่ที่เราไม่รู้เกี่ยวกับตัวเราซึ่งไม่เคยคาดคิดมาก่อน กุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่าร่างกายของเราทำงานอย่างไรคือการเปลี่ยนมุมมองของเรา: การมองโลกด้วยสายตาใหม่ และด้วยเหตุนี้จึงถามและตอบคำถามใหม่ ๆ ที่น่าอึดอัดใจ
เช่น ทำไมเราแกว่งแขนไปมาขณะเดิน? ทำไมฟันของเราถึงมีรอยบาก และทำไมเราถึงยังเคี้ยวอาหารอยู่? ทำไมเล็บเราไม่พังเร็ว? และทำไมเราถึงมีลายนิ้วมือ? นี่เป็นเพียงคำถามบางส่วนที่เพิ่งได้รับการหยิบยกขึ้นมาโดยนักชีวกลศาสตร์ คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้อาจดูชัดเจนหรือแม้แต่เล็กน้อย
แต่การคิด
และการทดลองเพิ่มเติมกำลังเผยให้เห็นว่าโลกของเราน่าหลงใหลเกินกว่าที่เราจะฝันได้ ทำไมเราแกว่งแขน?มีความเข้าใจกระบวนการเดินขั้นพื้นฐานมาระยะหนึ่งแล้ว ในแต่ละก้าว เรากระโดดข้ามขาที่ยืน ร่างกายของเราเคลื่อนไหวเหมือนลูกตุ้มคว่ำโดยมีเท้าที่อยู่นิ่งเป็นเดือย ปริมาณพลังงานที่ต้องใช้
ในการเคลื่อนที่จะลดลงเนื่องจากมีการสลับสับเปลี่ยนกันอย่างต่อเนื่องของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์โน้มถ่วง: เราช้าลงเมื่อร่างกายลอยขึ้นที่กึ่งกลางของแต่ละขั้น จากนั้นเร่งความเร็วอีกครั้งเมื่อร่างกายตกลงมาจนสุดขั้น . พลังงานจำนวนเล็กน้อยจะสูญเสียไปกับเสียงและความร้อนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
เมื่อเราวางเท้าแต่ละข้างลงบนพื้น แต่โดยพื้นฐานแล้วเรายังคงเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องไม่มากก็น้อย โดยต้องใช้เพียงแรงกดเล็กน้อยจากเท้าของเราเพื่อไปต่อ แขนเข้ามาในภาพที่ไหน? แน่นอนว่าการเหวี่ยงมันใช้พลังงานโดยไม่จำเป็น? เมื่อ และเพื่อนร่วมงานในแผนกการแพทย์และวิศวกรรมเครื่องกล
ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนในสหรัฐอเมริกาได้ตั้งคำถามนี้ (ล่าสุดในปี 2009) พวกเขาก็สามารถตั้งสมมติฐานทางเลือกขึ้นมาอธิบายได้อย่างง่ายดาย พวกเขาอาจให้เหตุผลว่าการแกว่งแขนช่วยลดการเคลื่อนไหวในแนวดิ่งของจุดศูนย์กลางมวลของบุคคล และด้วยเหตุนี้จึงช่วยลดแรงที่เท้า อีกทางหนึ่ง
การแกว่งแขน
อาจช่วยต้านแรงเฉื่อยของขาที่อาจทำให้เกิดแรงบิดรอบแกนตั้งของร่างกายการทดสอบสมมติฐานทั้งสองนี้เกี่ยวข้องกับการให้ผู้คนเดินในสามวิธีที่แตกต่างกัน เช่นเดียวกับที่ฉันแนะนำในตอนต้นของบทความนี้: ด้วยการแกว่งแขนตามปกติ กับพวกเขาถือหรือมัดเพื่อหยุดพวกเขาแกว่ง;
และแกว่งแขนเป็นจังหวะเดียวกับขา หรือ “ติ๊กต่อก” กลุ่มของ ถ่ายภาพบุคคล 10 คนที่กำลังเดิน ในขณะเดียวกันก็วัดปริมาณการใช้ออกซิเจนและแรงที่เท้าของพวกเขาผลิตขึ้นขณะที่พวกเขาเดินผ่าน “แผ่นบังคับ” ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งจมลงสู่พื้น เพลตเหล่านี้ใช้สเตรนเกจอิเล็กทรอนิกส์เพื่อวัดแรง
ที่เกิดขึ้นทันทีในระนาบทั้งสาม ตลอดจนแรงบิดหรือโมเมนต์บิดรอบแกนตั้ง การวัดค่าออกซิเจนแสดงให้เห็นว่าอาสาสมัครใช้พลังงานมากขึ้นประมาณ 10% ในการเดินโดยไม่แกว่งแขนมากกว่าตอนที่พวกเขาเหวี่ยงตามปกติ ในขณะที่การติ๊ก-ต็อกกิ้งเพิ่มการใช้พลังงานถึง 26% ขั้นตอนต่อไปคือการอธิบายว่า
ทำไม การถ่ายทำเผยให้เห็นว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงในการเคลื่อนไหวของขาหรือลำตัว แต่บันทึกของแผ่นบังคับแสดงให้เห็นว่าในขณะที่แรงที่เกี่ยวข้องไม่เปลี่ยนแปลง แรงบิดรอบแกนเฉื่อยของร่างกายนั้นสูงเป็นสองเท่าโดยไม่มีการแกว่งแขน และสูงเป็นสามเท่าในระหว่าง ติ๊กต๊อกกว่าตอนสวิงปกติ
ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าการแกว่งแขนช่วยลดแรงบิดที่เราต้องใช้เพื่อต้านแรงเฉื่อยของขา และลดทั้งพลังงานที่จำเป็นในการเดินและแรงบิดที่เข่าของเรา ทำไมเราถึงมีรอยหยักของฟัน? กลไกการกินเป็นอีกด้านที่การถามคำถามที่ถูกต้องได้เปลี่ยนมุมมองของเรา ผู้คนพูดกันมานานแล้วเกี่ยวกับฟันกราม “ตัด”
เขี้ยว “แทง” และ “กรอ” ฟันกรามของเรา แต่คำศัพท์เหล่านี้คลุมเครือและไม่ได้บอกอะไรเราเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างรูปร่างของฟันกับประเภทของอาหารที่สามารถสลายได้ เมื่อพูดถึงการทำความเข้าใจเกี่ยวกับฟันของเรามากขึ้น การพิจารณาคุณสมบัติเชิงกลและการแตกหักของอาหารชนิดต่างๆ
จะเป็นประโยชน์มากกว่า ดังที่จากภาควิชามานุษยวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยจอร์จ วอชิงตัน ได้อธิบายไว้ในหนังสือของเขา หน้าที่ทางทันตกรรม สัณฐานวิทยา ตัวอย่างเช่น ฟันหน้าควรจะดีในการขับรอยร้าวผ่านอาหารอ่อนแต่แข็ง เช่น เนื้อสัตว์และผัก
แนะนำ ufaslot888g
