Insectes et gravité terrestre

[invité576543]

Si on prend les mammifères leurs masses est à peu prés proportionnelle a leur taille.

Lors du saut, la puce peut encaisser jusqu'à 245 g ! alors que Les meilleurs pilotes encaissent difficilement 6 g

On ne peut pas comparer comme ça. Cela dépend de la durée pendant laquelle l'accélération atteint cette valeur.

Il y a une différence entre un temps très court, pendant lequel il y a des déformations élastiques du corps, et un temps suffisamment long pour qu'il n'y ait pas de déformations significatives du corps pendant la plus grande partie de ce temps.

Faudrait comparer un saut de puce avec un saut d'humain! C'est un cas "temps court". Si tu veux comparer un puce et un pilote, faut mettre la puce dans l'avion assise sur un siège.

La cinématique d'un saut sous gravité terrestre ne dépend pas de la masse mais de la hauteur du saut. Puce et humain c'est alors sensiblement la même chose (l'ordre de grandeur est le mètre).

Pour une impulsion (cas d'un saut), la taille intervient quand même simplement parce que la déformation élastique va être distribuée sur une zone plus longue: pour un sauteur, ses pieds subissent une très forte accélération, mais son coeur ou sa tête une accélération bien moins forte, la différence étant absorbée par les déformations élastiques des portions de l'organisme entre.

Cet effet est facilement perceptible lors d'une chute sur les pieds: quand on tombe, disons de 1 m, on subit une forte décélération (kif-kif accélération quand aux effets). Si on se reçoit sur l'avant des pieds (cas normal) la sensation est très différente du cas où on se reçoit sur les talons. La différence est en particulier la décélération de la tête. La raison en est l'élasticité de la cheville vs. l'élasticité (faible!) de la série talon/tibia/fémur/bassin/colonne vertébrale dans la position verticale.

Il est certain que la puce peut encaisser des chocs plus violents que ce que peuvent encaisser les humains, mais les chiffres que tu donnes ne sont pas ceux pertinents, en tout cas pas le 6g pour les humains.

Petit calcul simple: une déformation de d pour encaisser une accélération (ou ralentissement) totale de v (la différence entre vitesse initiale et finale) correspond à une accélération dont l'ordre de grandeur est v²/d. Par exemple un accident à 36 km/h avec raccourcissement de la voiture de 40 cm donne 10²/0,4 = 250 g

Un saut à 2,5 m demande au minimum une vitesse initiale de rac(2gh) = 7 m/s. Avec une déformation de 20 cm (supérieur au débattement de la cheville), on obtient aussi 250 g.

Cordialement,
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[invite0e4ceef6]

Bonjour,

J'ai lu que la force de gravité que nous subissons sur terre était équivalente à une accélération . Donc si la terre prenait de la masse, cela aurait pour conséquence un ralentissement du temps pour nos organismes d'après la RG ? Donc si c'est le cas est-ce que les insectes vivent dans une autre dimension temporelles ? Puisque ils sont plus leger que nous , devons nous en conclure qu'ils vivent moins longtemps que nous en nous basant sur notre echelle de temps, ou faut il rapporter la mesure en effectuant un calcul qui tient compte de leurs masses ?

oui, mais ce n'est qu'une équivalence, cela permet de calculer la puissance d'une force, f=m.a ou f=m.g
tant que tu n'acquiert pas de vitesse, ta qantité de mouvement n'augmente pas, ton energie cinétique non-plus. ton temps donc ne se modifie pas. car c'est l'accroissement de vitesse donc de quantité de mouvement qui augmente legèrement la masse (e=mc²) aux vitesses élevé

quand tu es dans un etat contraint entre force de gravité, et contre-force du support, tu n'est pas libre de ton mouvement, et tu reste simplement statique.

insecte et éléphant toutefois ne vivent pas le même rapport au temps, puisqu'il ne vivent pas de la même façon, leur biologie étant diférente, leur appréciation de la modification des choses n'est pas la même. une mouche est diffcile a attraper car elle a une annalyse bien plus rapide visuelle bien plus rapide que nous, elle voit notre mains arriver très lentement, elle a donc le temps de réagir sans difficulté. a contrario une tortue est bien plus lente(reptile) et les mouvements d'etre humain ou desmamifères lui sont aussi flou que peuent l'être pour nous les battements d'ailes d'un colibri (lon ne perçoit qu'une masse flouté autours du corps net de celui-ci) ceci du fait de notre incapacité a discener audela de 24image par seconde, un mouvement rapide.

les insectes pour les plus rapide, voiyent donc le monde beaucoup plus lentement que nous, et inversemnt pour la tortue pour qui tout arrive toujours trop vite (d'ou l'importance de sa carrapace)

[Rhedae]

Salut,

On ne peut pas comparer comme ça. Cela dépend de la durée pendant laquelle l'accélération atteint cette valeur.

Petit complément d'info.
Donc le saut équivaut à 285 g chez la puce , celui de l'homme 1.5g.
Le temps d'accélération en seconde: 79.10-5 chez la puce, 23.10-2 chez l'homme.
LA hauteur du saut en centimètres:20 chez la puce, 60 chez l'homme.

Petite parenthèse:
On peut remarquer aussi que les pics , lors de leurs martèlement sur les arbres encaissent au niveau de la tête une grande quantité de g (j'ai pas les données exactes) qui sont compensés par la forme ingénieuse de leur très longue langue qui leur sert à la fois à attraper des insectes dans des cavités profondes, mais aussi joue un rôle d'amortisseur en s'enroulant autour de leur cerveau, sans quoi évidement j'imagine qu'ils serait assommés au premier martèlement . Donc j'imagine que oui l'élasticité du corps joue un rôle vital, pour les animaux qui encaissent quotidiennement des fortes accélérations .

[obi76]

Ben oui et non . On peu lire dans l'article, que chaque kilogramme d'une souris consomme 20 fois plus de kilojoules qu'un kilograme de l'éléphant ! ...

Je répète :

un métabolisme plus petit et plus léger aura besoin de moins d'énergie pour monter plus haut.

[invite2319362d]

Salut,

J'ai une question pour toi Rhedae : Pourrais-tu me dire dans quel sens emploies-tu le mot accélération s'il te plaît? Comment la définirais-tu avec tes mots?
Merci.

Benjamin

PS : Tu parlais bien du pivert dans la parenthèse de ton dernier post? ^^

[Rhedae]

@Benlebarbu, Je dirai une variation de vitesse ?

PS : Tu parlais bien du pivert dans la parenthèse de ton dernier post? ^^

Des Pics en général, Pic vert (ou pivert) , Pic épeiche, noir, ect .. Dans ce cas il s'agit de g relatifs à une décélération brutale .

[Rhedae]

un métabolisme plus petit et plus léger aura besoin de moins d'énergie pour monter plus haut.

Oui parce que tu tiens compte de la masse , et l'éléphant étant plus que 20 fois plus massif que la souris il consommera plus d'énergie que celle ci , mais en tenant compte de l'energie dépensée par une unité de masse, cela ne se vérifie plus, pour ça j'ai répondu oui et non ..

[invite2319362d]

Ok, j'avais un doute pendant un moment. Me voilà rassuré
Concernant le métabolisme, plus les animaux sont petit, plus le métabolisme est rapide. Il y a un effet de la taille sur le métabolisme, si la densité est a peu près la même pour tous les nimaux (?), dire qu'il y a un effet des dimensions de l'individu revient à dire qu'il y a un effet de sa masse sur son métabolisme, mais le concept de masse de la RG n'intervient pas. C'est une conséquence purement biologique.
En gros, il y a une certaine quantité de cellules (constituant l'organisme) dont la survie doit être assurée, c'est à dire qu'oxygène et nutriment doivent leur être apportés par la circulation du sang dans l'organisme. Entre mon coeur et mes pieds il doit y avoir 1,5 mètres, donc 3 m aller retour. si on prend une souris, la plus grande distance à parcourir pour le sang doit être de l'ordre de 10 cm (avec des artères et veines beaucoup plus petite), donc forcément le rythme cardiaque doit être très supérieur chez la souris puisque la durée entre "l'aller" et le "retour" du sang au coeur est beaucoup plus faible. Ainsi le petit animal vit à un rythme beaucoup plus intense que notre rythme d'être humain. C'est la mécanique du corps qui impose celà, pas la RG.
Après concernant la durée de vie, il y a peut être des facteurs génétiques concernant le vieillissement qui interviennent.

Benjamin

[obi76]

Concernant le métabolisme, plus les animaux sont petit, plus le métabolisme est rapide. Il y a un effet de la taille sur le métabolisme, si la densité est a peu près la même pour tous les nimaux (?), dire qu'il y a un effet des dimensions de l'individu revient à dire qu'il y a un effet de sa masse sur son métabolisme, mais le concept de masse de la RG n'intervient pas. C'est une conséquence purement biologique.

C'est en ce sens que j'ai dis que ça n'influait pas sur la vitesse. J'aurai plutôt du dire que ça ne jouait pas sur l'écoulement du temps. Après chaque métabolisme est spécifique.

[invité576543]

Petit complément d'info.
Donc le saut équivaut à 285 g chez la puce , celui de l'homme 1.5g.
Le temps d'accélération en seconde: 79.10-5 chez la puce, 23.10-2 chez l'homme.
LA hauteur du saut en centimètres:20 chez la puce, 60 chez l'homme.

Ces calculs ne sont pas plus justes ou plus faux que les miens. Ce sont simplement des cas différents.

Ceux que tu donnes correspondent à des déformations de l'ordre de:

Pour la puce, t²a/2 = 90 µm ( à comparer à une taille de 3 mm, ça fait 3%)

Pour l'homme t²a/2 = 4 cm (2% de la taille)

Si on considère que la déformation est proportionnelle à la taille, et pour un saut de même hauteur, les relations que j'ai données indiquent simplement que les accélérations sont dans le rapport des tailles. Dans ton cas, le rapport des tailles est de 1700 à 3 = 560.

Maintenant, ça n'a strictement rien à voir à ce que peut supporter une puce ou un homme comme accélération ponctuelle. Ca veut juste dire que plus un animal est petit plus l'accélération lors d'un saut pour une hauteur de saut donnée est grande.

Par ailleurs, l'hypothèse que la déformation est proportionnelle à la taille implique que le stress subi par une portion de l'organisme est sensiblement le même dans les deux cas! Les sauts demandent alors une capacité sensiblement identique d'encaisser une accélération.

Cordialement,

[Rhedae]

Par ailleurs, l'hypothèse que la déformation est proportionnelle à la taille implique que le stress subi par une portion de l'organisme est sensiblement le même dans les deux cas! Les sauts demandent alors une capacité sensiblement identique d'encaisser une accélération.

C'est effectivement ce que semble démontrer l'article ou j'ai trouvé ces valeurs de mesure, car il est indiqué que la fibre musculaire de la puce et de l'homme est sensiblement la même , et donc sont élasticité devrait être identique. Par contre le squelette de la puce semble plus performant en terme d'élasticité grâce à la résiline qui est une protéine qui rend l'ossature autrement élastique, et d'après l'article la puce peut se propulser avec une accélération très forte en un temps très bref, grâce à un mécanisme à déclic: des éléments du squelette sont mis sous tension par les muscles, et à la libération ils agissent comme une catapulte . C 'est donc un même puissance musculaire que nous conjugué à un squelette très élastique, qui lui permet d'accomplir cette performance .

[invité576543]

qui lui permet d'accomplir cette performance .

C'est le terme performance que j'ai du mal à comprendre. Comparer à deux échelles différentes est très difficile, on s'étonne souvent de chiffres grands ou petits parce qu'on n'applique pas les raisonnements d'échelles.

Le chiffre d'accélération lors du saut que tu donnes tombe pour moi dans cette catégorie puisque l'allongement en pourcentage de la taille est du même ordre que pour les humains. Pas de performance particulière...

Par ailleurs, il est difficile de juger la performance mesurée par la hauteur.

Un raisonnement d'échelle très simple montre que la hauteur de saut, hors atmosphère, ne dépend pas de la taille au premier ordre. Une hauteur de saut "performante" pour un animal est donc plutôt 4 m (dépassée en terrestre par le puma; mais une gerboise, bien plus petite atteint 2,5m ce qui confirme le raisonnement d'échelle).

Les petits animaux sont handicapés non pas par leur capacité musculaire, mais par l'atmosphère, qui les ralentit hors de proportion avec les animaux plus grands, ce qui les empêchent d'atteindre la même hauteur qu'un gros à vitesse initiale égale.

Pour obtenir une comparaison indépendante de l'atmosphère, faut prendre l'impulsion initiale mesurée en delta de vitesse. Celle que tu donnes pour la puce, 0,2 m/s est plutôt lamentable. (Un saut de 4m correspond à 9 m/s.)

Chez les insectes, le même mécanisme de gâchette est utilisé par les sauterelles, mais avec des pattes bien plus longues (en proportion). J'imagine qu'elles obtiennent des vitesses de départ plus grandes, mais je ne trouve pas de sources sur le Web.

Cordialement,

[Rhedae]

C'est le terme performance que j'ai du mal à comprendre. Comparer à deux échelles différentes est très difficile, on s'étonne souvent de chiffres grands ou petits parce qu'on n'applique pas les raisonnements d'échelles.

D'après ton calcul la vitesse de la puce ne dépasserait pas 1 km/h lors de la libération . Donc effectivement ça parait très peu ..Mais alors comment on applique un raisonnement de changement d'échelle ? Moi je trouve remarquable que la puce puisse atteindre 20 cm de hauteur .

[Rhedae]

En gros, il y a une certaine quantité de cellules (constituant l'organisme) dont la survie doit être assurée, c'est à dire qu'oxygène et nutriment doivent leur être apportés par la circulation du sang dans l'organisme. Entre mon coeur et mes pieds il doit y avoir 1,5 mètres, donc 3 m aller retour. si on prend une souris, la plus grande distance à parcourir pour le sang doit être de l'ordre de 10 cm (avec des artères et veines beaucoup plus petite), donc forcément le rythme cardiaque doit être très supérieur chez la souris puisque la durée entre "l'aller" et le "retour" du sang au coeur est beaucoup plus faible. Ainsi le petit animal vit à un rythme beaucoup plus intense que notre rythme d'être humain. C'est la mécanique du corps qui impose celà, pas la RG.

Ça se tient pour les animaux endothermes qui doivent fournir de l'energie pour maintenir leur corps à une température stable, mais pas pour des ectothermes. D'après l'article les chercheurs se penchent sur la question sans pour autant l'élucider .

[invité576543]

Moi je trouve remarquable que la puce puisse atteindre 20 cm de hauteur .

Moi pas. J'ai déjà vu des sauterelles faire bien mieux.

Mais alors comment on applique un raisonnement de changement d'échelle ?

En gros, la vitesse de décollage est le rapport de l'impulsion (mv) et de la masse. On montre que l'impulsion donnée par un muscle est proportionnelle à sa masse (à dispositif microscopique constant, i.e, actine/myosine).

Donc, si la proportion de la masse des muscles de saut à la masse totale est la même, la vitesse de décollage est la même. Cela ne dépend en rien de la masse ou de la taille de l'animal.

Un système de gâchette, avec accumulation préalable par élasticité est un moyen, indépendant de la taille ou de la masse, de faire mieux (que ceux n'ayant pas un tel dispositif!). Les insectes comme la puce et la sauterelle l'ont, mais ça ne semble pas suffisant pour leur faire atteindre les performances des mammifères, vraisemblablement (spéculation personnelle, pas de source) par une meilleure performance intrinsèque des muscles des mammifères (oxygénation? température?).

PS: Autre petit point, une autre méthode d'accumulation préalable est la course d'élan. C'est ce qui permet aux humains d'aller haut. Je ne sais pas quelle est la meilleure performance mammale sans élan, mais ça doit rester assez haut (springbok?)

Cordialement,

[invité576543]

C'est ce qui permet aux humains d'aller haut.

PPS: au saut à la perche, plus de 6 m... C'est à ma connaissance le record de saut en hauteur terrestre dans le vivant par la seule force musculaire.

Pour le saut au-dessus de l'eau, je n'arrive pas à trouver de source fiable pour des sauts au-dessus de 6 m par des cétacés.

Cordialement,

[Rhedae]

Salut, ca me fait penser que de la vapeur d'eau peut se satéliser et d'apres ce que j'ai lu cela n'est pas insignifiant , mais est compensé par la vapeur d'eau produite par le volcanisme .Donc est ce que des conditions de vents favorables peuvent envoyer ma puce dans l'espace ?

Cela revient à ce demander quelle est la différence entre impulsion et quantité de mouvements ?