Distillato di Cinologia n. 57
Tempi di oscillazione e di appoggio correlati alla velocità
25 maggio 2020
Tempi di oscillazione e di appoggio correlati alla velocità
Una «pillola» di Funzionalità e, più precisamente, di dinamica della locomozione. Sul tema dei tempi di oscillazione e di appoggio correlati alla velocità.
Come affermato in altro post, il «tempo di oscillazione» è il tempo in cui un piede è sospeso in aria; il «tempo di appoggio» è il tempo in cui un piede è sul terreno (figura in testata). Per un singolo animale, quando si muove liberamente, il tempo di oscillazione (tempo in cui la zampa è sospesa) è quasi costante, indipendentemente dalla velocità. La maggior parte dei cani di taglia normale richiede 0,32 secondi per sollevare la zampa e appoggiarla (misure di Brown e altri), e, cani a gambe corte come i Basset e i Bassotti, richiedono circa 0,22 secondi.
L’aumento o diminuzione di velocità non modifica il tempo di oscillazione di un individuo più del 10%. La veloce falcata dei Quarter Horse richiede circa 0,29 secondi di tempo di oscillazione; i Purosangue circa 0,33 secondi, Secretariat (cavallo) 0,337 secondi, Riva Ridge (cavallo) 0,318 secondi, i ghepardi circa 0,23 secondi e i gatti domestici circa 0,24 secondi (Pratt, Gambaryan, Pearson, Brown). La variabile durante il moto è il tempo in cui un piede è sul terreno. Maggior velocità, meno tempo. Il tempo di appoggio durante il galoppo di Secretariat alla Marlboro Cup Race era 0,099, dove invece Riva Ridge toccava 0,107 secondi.
La differenza tra gatti e cani è dovuta al tipo di proteina (muscolo) posseduta da ciascuno.
Quando si mangia tacchino, la carne delle gambe è scura e la carne del petto è chiara (detta carne bianca o proteina bianca). La proteina scura è più lenta nella contrarione e ha maggior resistenza. La proteina bianca è più veloce nella contrazione e ha minor resistenza. I Canidi con le proteine tutte scure sono costruiti per il movimento prolungato; i Felini con le loro proteine bianche sono costruiti per la corsa esplosiva (Alexander & Goldspink).
Quindi possiamo concludere che il tempo di oscillazione dell’arto di un individuo è quasi costante senza dipendere dall’andatura o dalla velocità. Il tempo di sostegno invece diminuisce con l’aumentare della velocità.
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Tempo di appoggio e di oscillazione (figura in testata). Il tempo che un cane impiega dal sollevamento di una zampa al suo successivo appoggio viene chiamato «tempo di oscillazione». Per quanto si sa, il tempo di oscillazione per ciascun animale è quasi costante indipendentemente dall’andatura o dalla velocità (l’eventuale variazione può arrivare a circa il 10%). Il diagramma sopra mostra il risultato dell’analisi temporale su un Greyhound e su un gatto domestico. Come si può rilevare sul lato sinistro del diagramma, il tempo di oscillazione per un Greyhound è di circa 0,32 secondi. La linea sul fondo mostra il tempo totale del ciclo di un passo (il tempo che intercorre da un appoggio della zampa a quello successivo della stessa zampa). Le linee continue mostrano il tempo di oscillazione e il tempo di appoggio di un Greyhound. Poiché la linea è diritta, questo indica che l’appoggio diminuisce con l’aumentare della velocità. Il tempo di oscillazione è un fattore fondamentale nel determinare la velocità massima di un soggetto. Il tempo di oscillazione di un Ghepardo è di circa 0,22 secondi, un terzo in meno di un Greyhound. La linea tratteggiata mostra il risultato del test su un gatto domestico.
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Lunghezza e frequenza della falcata
Come affermato in precedenza, la velocità può essere aumentata sia dall’allungamento della porzione o delle porzioni desiderabili della falcata sia dall’aumento della frequenza delle falcate. Tempo e prove di misurazione su cani e altri animali hanno ripetutamente dimostrato che all’aumentare della velocità dal passo, al trotto, al canter e al galoppo, in un primo momento aumentano sia la frequenza che la lunghezza della falcata sino ad un certo punto; dopo che questo è stato raggiunto, aumenta solo la frequenza delle falcate (Gambaryan, Brown).
Un metodo per allungare la falcata è quello di introdurre un periodo di volo libero. Per ottenere un periodo di volo libero, il corpo deve essere spinto in alto e questo richiede energia. Per ottenere un più lungo periodo di volo libero, il corpo deve essere spinto più in alto. Ad un certo punto non è più vantaggioso spingere il corpo ulteriormente in alto per allungare la falcata; richiede meno energia aumentare la frequenza delle falcate. In ciascun cane viene raggiunto un punto oltre il quale la falcata non può aumentare la sua lunghezza, ma può farlo la frequenza. La frequenza può essere aumentata appoggiando il piede anteriore più vicino ad una verticale (questo elimina alcune forze negative). Per quanto strano possa sembrare, il salto bipede (rimbalzo, ricochet) del canguro quando si sposta da un punto all’altro ha una diminuzione nel consumo di energia con l’aumento della velocità. Naturalmente l’energia consumata per secondo è maggiore, benché l’energia totale impiegata sia minore. Ma non stiamo discutendo il movimento dei canguri.
Concludendo, all’aumentare della velocità – dal passo al galoppo – prima aumentano entrambi lunghezza della falcata e frequenza della falcata, poi (raggiunto il massimo della lunghezza) aumenta solo la frequenza della falcata.
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[Miller et al. Anatomy of the Dog. Philadelphia: W.B. Saunders Co., 1964-2018 – Pratt, G.W. Breaktrough on Understanding Lameness. Blood Horse (Ago. 1977) – Pearson, Keir. The Control of Walking. Scientific American (Dic. 1976) – Gambaryan, Petr Petrovich. How Mammals Run. Jerusalem (New York): Keter Publishing House Ltd. (John Wiley & Sons), 1974 – Brown, Curtis Maitland. Dog Locomotion and Gait Analysis. Wheat Ridge: Hoflin Publishing Ltd., 1986 – Canton, Mario. Princìpi di Locomozione. Porto Viro: Antonio Crepaldi Editore, 2013 – Alexander & Goldspink. Mechanics & Energetics of Animal Locomotions, New York: Chapman & Hall, Halsted Press, John Wiley & Sons, 1977 ]
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Saluti a tutti e a rileggerci presto.