Saltando

Un ciervo podrido exhibiendo locomoción, Parques Nacionales del Mar Wadden

Saltar o saltar es una forma de locomoción o movimiento en el que un organismo o sistema mecánico no vivo (por ejemplo, robótico) se impulsa por el aire a lo largo de una balística trayectoria. Saltar se puede distinguir de correr, galopar y otras formas de andar en las que todo el cuerpo está temporalmente en el aire, por la duración relativamente larga de la fase aérea y el alto ángulo de lanzamiento inicial.

Algunos animales, como el canguro, saltan (comúnmente llamados saltos en este caso) como su principal forma de locomoción, mientras que otros, como las ranas, lo usan solo como un medio para escapar. depredadores El salto también es una característica clave de diversas actividades y deportes, incluido el salto de longitud, el salto de altura y el salto ecuestre.

Física

Jumping bottlenose dolphin

Todos los saltos implican la aplicación de fuerza contra un sustrato, que a su vez genera una fuerza reactiva que impulsa al saltador lejos del sustrato. Cualquier sólido o líquido capaz de producir una fuerza opuesta puede servir como sustrato, incluido el suelo o el agua. Ejemplos de estos últimos incluyen delfines que realizan saltos de viaje y ranas corredizas indias que ejecutan saltos de pie desde el agua.

Los organismos que saltan rara vez están sujetos a fuerzas aerodinámicas significativas y, como resultado, sus saltos se rigen por las leyes físicas básicas de las trayectorias balísticas. En consecuencia, si bien un ave puede saltar en el aire para iniciar el vuelo, ningún movimiento que realice una vez en el aire se considera salto, ya que las condiciones iniciales del salto ya no dictan su trayectoria de vuelo.

Después del momento del lanzamiento (es decir, la pérdida inicial de contacto con el sustrato), un saltador atravesará una trayectoria parabólica. El ángulo de lanzamiento y la velocidad de lanzamiento inicial determinan la distancia de viaje, la duración y la altura del salto. La máxima distancia de recorrido horizontal posible ocurre con un ángulo de lanzamiento de 45 grados, pero cualquier ángulo de lanzamiento entre 35 y 55 grados resultará en el noventa por ciento de la distancia máxima posible.

Un salto dividido ejecutado por una bailarina acro. Este es uno de varios tipos de saltos encontrados en el baile.

Un perro saltando de una posición estacionaria

Los músculos (u otros actuadores en sistemas no vivos) realizan trabajo físico, agregando energía cinética al cuerpo del saltador en el transcurso de la fase de propulsión de un salto. Esto da como resultado una energía cinética en el lanzamiento que es proporcional al cuadrado de la velocidad del saltador. Cuanto más trabajo hacen los músculos, mayor es la velocidad de lanzamiento y, por lo tanto, mayor es la aceleración y menor el intervalo de tiempo de la fase de propulsión del salto.

La potencia mecánica (trabajo por unidad de tiempo) y la distancia sobre la que se aplica esa potencia (por ejemplo, la longitud de la pierna) son los determinantes clave de la distancia y la altura del salto. Como resultado, muchos animales que saltan tienen piernas largas y músculos optimizados para una potencia máxima de acuerdo con la relación fuerza-velocidad de los músculos. Sin embargo, la potencia máxima de salida de los músculos es limitada. Para eludir esta limitación, muchas especies de saltos preestiran lentamente los elementos elásticos, como tendones o apodemas, para almacenar trabajo como energía de tensión. Dichos elementos elásticos pueden liberar energía a un ritmo mucho más alto (mayor potencia) que la masa muscular equivalente, aumentando así la energía de lanzamiento a niveles más allá de lo que el músculo solo es capaz de hacer.

Un saltador puede estar estacionario o en movimiento cuando inicia un salto. En un salto desde parado (es decir, un salto de pie), todo el trabajo necesario para acelerar el cuerpo hasta el lanzamiento se realiza en un solo movimiento. En un salto en movimiento o salto en carrera, el saltador introduce una velocidad vertical adicional en el lanzamiento mientras conserva la mayor cantidad de impulso horizontal posible. A diferencia de los saltos estacionarios, en los que la energía cinética del saltador en el lanzamiento se debe únicamente al movimiento del salto, los saltos en movimiento tienen una energía más alta que resulta de la inclusión de la velocidad horizontal que precede al salto. En consecuencia, los saltadores pueden saltar mayores distancias cuando parten de una carrera.

Anatomía

Un esqueleto de toros, mostrando huesos de extremidad y articulaciones extras. Las marcas rojas indican que los huesos substancialmente alargados en ranas, y las articulaciones que se han vuelto móviles. El azul indica las articulaciones y los huesos que no han sido modificados, o sólo están un poco alargados.

Los animales utilizan una amplia variedad de adaptaciones anatómicas para saltar. Estas adaptaciones se relacionan exclusivamente con el lanzamiento, ya que cualquier método posterior al lanzamiento para extender el alcance o controlar el salto debe usar fuerzas aerodinámicas y, por lo tanto, se considera planeo o paracaidismo.

Las especies acuáticas rara vez muestran alguna especialización particular para saltar. Los que son buenos saltadores generalmente están adaptados principalmente para la velocidad y ejecutan saltos en movimiento simplemente nadando hacia la superficie a alta velocidad. Algunas especies principalmente acuáticas que pueden saltar mientras están en tierra, como los patrones de barro, lo hacen con un movimiento rápido de la cola.

Morfología de las extremidades

En los animales terrestres, la principal estructura propulsora son las patas, aunque algunas especies usan la cola. Las características típicas de las especies saltadoras incluyen piernas largas, músculos grandes de las piernas y elementos adicionales de las extremidades.

Las patas largas aumentan el tiempo y la distancia que un animal que salta puede empujar contra el sustrato, lo que permite más potencia y saltos más rápidos y más lejanos. Los músculos grandes de las piernas pueden generar una mayor fuerza, lo que resulta en un mejor rendimiento de salto. Además de los elementos de las piernas alargadas, muchos animales que saltan tienen huesos del pie y del tobillo modificados que son alargados y poseen articulaciones adicionales, lo que agrega efectivamente más segmentos a la extremidad e incluso más longitud.

Las ranas son un excelente ejemplo de las tres tendencias: las ancas de rana pueden tener casi el doble de la longitud del cuerpo, los músculos de las piernas pueden representar hasta el veinte por ciento del peso corporal y no solo han alargado el pie, la espinilla y el muslo, sino extendió los huesos del tobillo a otra articulación de la extremidad y, de manera similar, extendió los huesos de la cadera y ganó movilidad en el sacro para una segunda "articulación adicional". Como resultado, las ranas son las campeonas saltadoras indiscutibles de los vertebrados, saltando más de cincuenta longitudes corporales, una distancia de más de dos metros y medio.

Amplificación de potencia mediante energía almacenada

Los saltamontes utilizan el almacenamiento de energía elástica para aumentar la distancia de salto. Aunque la producción de potencia es un determinante principal de la distancia de salto (como se señaló anteriormente), las restricciones fisiológicas limitan la potencia muscular a aproximadamente 375 vatios por kilogramo de músculo. Para superar esta limitación, los saltamontes anclan sus patas a través de un 'mecanismo de captura' interno. mientras que sus músculos estiran un apodema elástico (similar a un tendón de vertebrado). Cuando se suelta la captura, el apodema libera rápidamente su energía. Debido a que el apodema libera energía más rápidamente que el músculo, su producción de energía excede la del músculo que produjo la energía.

Dos motocicletas saltan un coche en una feria de campo, Inglaterra

Esto es análogo a un ser humano que lanza una flecha con la mano en lugar de usar un arco; el uso de almacenamiento elástico (el arco) permite que los músculos operen más cerca de lo isométrico en la curva de fuerza-velocidad. Esto permite que los músculos trabajen durante más tiempo y, por lo tanto, produzcan más energía de la que podrían, mientras que el elemento elástico libera ese trabajo más rápido que los músculos. El uso del almacenamiento de energía elástica se ha encontrado en mamíferos que saltan, así como en ranas, con aumentos proporcionales en la potencia que van de dos a siete veces la masa muscular equivalente.

Clasificación

Una forma de clasificar los saltos es por la forma de transferencia del pie. En este sistema de clasificación se distinguen cinco formas básicas de salto:

• Salto – saltando y aterrizando a dos pies
• Hop – saltar de un pie y aterrizar en el mismo pie
• Salto – saltar de un pie y aterrizar en el otro pie
• Assemblé – saltar de un pie y aterrizar en dos pies
• Sissonne – saltar de dos pies y aterrizar en un pie

Los pasos de salto, que son distintos de los pasos de carrera (ver Locomoción), incluyen el galope, el galope y el stotting o pronging. Algunas fuentes también distinguen los saltos como un movimiento cíclico de saltos repetidos, utilizados para mantener la energía de un salto al siguiente.

Dispositivos y técnicas para mejorar la altura

Persona saltando en un trampolín

La altura de un salto se puede aumentar usando un trampolín o convirtiendo la velocidad horizontal en velocidad vertical con la ayuda de un dispositivo como un medio tubo.

Se pueden usar varios ejercicios para aumentar la altura de salto vertical de un atleta. Una categoría de tales ejercicios, la pliometría, emplea la repetición de movimientos discretos relacionados con los saltos para aumentar la velocidad, la agilidad y la potencia.

Se ha demostrado en investigaciones que los niños que son más activos físicamente muestran patrones de salto más competentes (junto con otras habilidades motoras básicas).

También se observa que el desarrollo de los saltos en los niños tiene una relación directa con la edad. A medida que los niños crecen, se ve que también aumentan sus habilidades de salto en todas las formas. El desarrollo del salto es más fácilmente identificable en los niños que en los adultos debido al hecho de que hay menos diferencias físicas a una edad más temprana. Los adultos de la misma edad pueden ser muy diferentes en términos de físico y atletismo, lo que dificulta ver cómo la edad afecta la capacidad de salto.

En 2021, los investigadores incorporaron trinquetes en el diseño de un robot y crearon un robot capaz de saltar más de treinta metros en vertical.