Para la contextualización, en mi mundo un fenómeno provocó la aparición de "criaturas" anómalas (a falta de un término mejor). Entre estos, planeé tener "criaturas" capaces de correr a velocidades ridículas en comparación con cualquier cosa basada en la biología terrestre. Sin embargo, cuando investigué sobre cómo funciona el movimiento y la velocidad de los animales, incluso en este SE, la conclusión principal a la que llegué es que cualquier máquina u organismo que dependa de las extremidades para moverse y acelerar siempre será necesariamente menos eficiente que algo que hace uso de ruedas. o bandas de rodadura debido a cómo funciona la fricción, así como otros detalles (ya que una rueda normalmente siempre estará en contacto con el suelo, pudiendo aplicar una fuerza constante, de manera diferente al sistema de patas que naturalmente requiere que las extremidades se levanten del suelo y tiene un área de superficie total más pequeña en cualquier momento dado durante la carrera). Para intentar mitigar ese problema, planeé hacer que mis criaturas fueran similares en anatomía general a un ciempiés doméstico, es decir, tendría varias patas, cada pata más larga que la anterior para evitar colisiones, de modo que siempre tuviera al menos una extremidad. (o un par de extremidades) en el suelo en todo momento, esencialmente tratando de acercarse al contacto casi constante de una rueda con el suelo (originalmente planeé un total de 10 patas).
Sin embargo, lo que encontré sobre el movimiento y el cuerpo de los ciempiés domésticos dejó de serme útil, ya que quería que mis criaturas fueran mucho más grandes (alrededor de 2,5 metros de largo y ~1,5 metros de alto, con un peso máximo no superior a 200 kg), y realmente no pude encontrar nada que me ayudara en tales tamaños. El hecho de que los escarabajos tigre sean proporcionalmente mucho más rápidos a pesar de tener solo 6 extremidades también me hizo dudar si este enfoque realmente daría como resultado velocidades máximas mayores.
El objetivo ideal sería que las criaturas pudieran mantener velocidades de 150 km/h durante períodos prolongados, con velocidades máximas de carrera cercanas a los 500 km/h (suponiendo que la criatura corra en línea recta, sin obstáculos). Las extremidades de la criatura terminan en 2 dedos con garras y una piel áspera especial que se usa principalmente para maximizar la tracción. Viven y corren predominantemente en un terreno muy parecido al de una Savanah plana.
Dejando preocupaciones como el problema del sobrecalentamiento y la resistencia de los materiales de los que está hecha la criatura (estas no son mi principal preocupación, así que a partir de ahora simplemente asuma que la criatura es indestructible y totalmente capaz de realizar el trabajo necesario sin necesidad de preocuparse por problemas como el sobrecalentamiento), ¿ este enfoque de tener más extremidades es una opción efectiva para hacer que mi criatura corra más rápido en general? Realmente no pude encontrar si la adición de extremidades podría proporcionar alguna ventaja significativa o si el diseño corporal de un ciempiés, con sus extremidades traseras (¿er?) más largas que el par anterior, no causaría problemas relacionados con la resistencia dado el el tamaño de la criatura y la velocidad a la que estaría corriendo, o al menos no en la escala de animales del tamaño de un caballo (aproximadamente 2 metros de altura).
Si me olvidé de agregar algún detalle importante, házmelo saber para que pueda agregarlo.
La velocidad de un animal es función de la longitud y la frecuencia de la zancada, cuanto mayores sean ambas, mayor será la velocidad del animal.
La frecuencia de zancada es una función de la fuerza frente al peso, con la extremidad actuando un poco como un péndulo, por lo que los animales con una frecuencia de zancada más alta tienden a tener extremidades que concentran su masa muscular en la parte alta de la extremidad... piense en piernas de avestruz. que piernas parecidas a las de un humano.
Para usar un ejemplo mecánico, considere un metrónomo mecánico. Cuanto más cerca esté el peso del punto de pivote, más rápido marcará el metrónomo.
Sin embargo, ser lo suficientemente fuerte para correr significa que las extremidades deben tener un cierto peso para que no se rompan bajo la carga que se les impone. Para que las extremidades sean más ligeras, toda la criatura debe ser más ligera.
El siguiente es el tema de la marcha. Al caminar, un animal siempre tiene al menos un pie en el suelo. Sin embargo, al correr, hay periodos en los que todos los pies están despegados del suelo. Sin embargo, la resistencia aerodinámica tiende a ralentizar a la criatura durante estas partes sin apoyo de su ciclo de marcha, por lo que una forma aerodinámica tiene cierta importancia.
Los detalles del ciclo de marcha de las criaturas con más de 2 extremidades afectan la velocidad y la maniobrabilidad de la criatura. El ciclo de marcha más rápido es aquel en el que los pies tocan el suelo secuencialmente con un mínimo de superposición.
Al considerar animales con más de 4 extremidades, la ventaja que le dan a la velocidad del animal depende de cuántas extremidades sean necesarias para soportar el peso del animal mientras corre. Cuanto mayor sea la relación entre el número de patas y el número de pies necesarios para tocar el suelo, más distancia cubrirá cada ciclo de marcha. La mayoría de los insectos con 6 patas tienen una proporción de 6:3, que en realidad no es mejor que 2:1, con la desventaja adicional de que los insectos tienden a no tener períodos sin apoyo en su ciclo de marcha. Los arácnidos también tienden a tener una proporción no superior a 8:3 sin períodos sin soporte.
Entonces, si pudiéramos tener una criatura de seis patas con una relación de contacto con el suelo de 6:1, con extremidades largas y livianas y un largo período sin apoyo, probablemente tendrías una criatura particularmente rápida. Ocho patas con un contacto con el suelo de 8:1 sería aún más rápido, pero dado el peso de todas las extremidades, esta relación de contacto con el suelo puede ser inalcanzable sin hacer que las extremidades sean demasiado voluminosas y lentas.
Todavía hay más factores en juego. Tomemos, por ejemplo, un guepardo, el animal terrestre vivo más rápido de la Tierra. Incluso su columna vertebral juega un papel en su gran velocidad. Al flexionar y extender su columna vertebral mientras galopa, gana aproximadamente 5 km/h en su velocidad de carrera debido al efecto que tiene sobre los ángulos de su pelvis y hombros en relación con su columna vertebral. Sin embargo, eso es específico de un plan corporal de mamífero. Otras criaturas pueden tener otras características que pueden permitir una mayor velocidad.
Entonces, solo agregar más extremidades no necesariamente hará que una criatura sea más rápida. Los ciempiés son bastante rápidos, pero los milpiés, con más patas, en realidad son más lentos. Todo depende de los factores que he mencionado anteriormente.
Solo hay una circunstancia que permitiría una mayor velocidad que cualquier criatura con extremidades: el movimiento de balanceo.
Una criatura capaz de rodar, tal vez una criatura serpentina que puede enrollarse en un aro, o tal vez una criatura redondeada, podría impulsarse distorsionando su forma para que la gravedad la empujara hacia abajo y la hiciera rodar hacia adelante. La velocidad a la que podría moverse dependería de su tamaño y de la velocidad a la que podría cambiar la forma de su cuerpo, así como de la gravedad local y la pendiente local. El impacto de las fuerzas centrípetas sobre su cuerpo también sería importante.
Sin embargo, este sería un medio de locomoción relativamente especializado, que dependería de tener un terreno bastante liso y plano sobre el cual rodar. Los obstáculos fácilmente podrían resultar dañinos o fatales a las velocidades alcanzables.
La ventaja de la locomoción rodante es que (probablemente) no hay movimiento alternativo de las extremidades que consume mucha energía, y el rango de movimiento requerido es relativamente pequeño. La criatura debería poder deslizarse por distancias considerables y alcanzar velocidades máximas más altas que las criaturas que usan múltiples extremidades.
Esta es probablemente la única forma razonable de lograr las velocidades mencionadas en la pregunta del OP sin requerir una entrada de energía ridículamente alta y tener un nivel de resistencia irracionalmente bajo.
Los ciempiés son rápidos porque sus cuerpos son como serpientes, no porque tengan muchas patas.
Más piernas no es ninguna ventaja para la velocidad. No es la cantidad de piernas lo que importa tanto como la longitud de las piernas y otros factores.
Lo que necesita es un caballo o una gacela más rápido y duradero. O un canguro construido para la velocidad con patas traseras más largas y poderosas. Una vez que un canguro se pone en marcha, puede hacerlo bastante rápido durante mucho tiempo porque la mayor parte del tiempo está en el aire.
El canguro rojo puede correr a 70 km/h y es el animal terrestre más eficiente que conocemos para cubrir distancias rápidamente.
Más piernas pueden funcionar como un medio para ir más rápido, pero solo hasta cierto punto. El modelo más eficiente lanzaría al animal hacia adelante con un par de patas y luego lo lanzaría de nuevo cuando la desaceleración comience a surtir efecto. Ya sea por otro par o por el mismo, siempre que tenga la velocidad para lograrlo, el animal obtendrá la mayor velocidad de sus patas. Otros factores relacionados con la velocidad dependen de la forma o la fuerza de las piernas.
Hay dos maneras en que esto podría ir:
La primera es que estas extremidades contribuyen a la velocidad, como piernas adicionales o extremidades más largas para que pueda moverse más rápido. Muchos animales de cuatro patas se mueven más rápido que los animales de dos patas, porque pueden tener distancias de paso más largas. Los humanos superan en velocidad mucho más cortos que la mayoría de los animales cuadrúpedos, por ejemplo.
La segunda forma en que esto podría suceder es que la bahía los haga más lentos. Estas extremidades adicionales son un peso adicional, lo que podría ralentizarlas considerablemente. Por ejemplo, aunque un elefante es más fuerte que un antílope, el antílope se moverá más rápido porque tiene mucho menos peso.
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