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為什么昆蟲從高處落下摔不死呢?

2019-12-30 09:39:49
學生導報·東方少年 2019年25期
關鍵詞:次方空氣阻力昆蟲

要回答這個問題,我們首先要知道,墜落的受傷來自于速度的凈值,而不依賴于身體尺寸和墜落高度的比例。等比例地放大速度,或者是放大墜落的高度是不合理的。

其次昆蟲實際上比我們想象的堅固得多。我們知道,物質的密度是近似恒定的,那么昆蟲的質量就與它自身尺寸的3次方成反比。而重力都會作用到材料的橫截面上去,橫截面是反比于尺寸的2次方的。也就是說,假設把人類縮小一百倍,實際上人類身體的堅固程度要擴大100倍。這也恰恰是限制地球上物種尺寸的因素。

另外一個因素是空氣阻力,在低速區(qū)域時,空氣阻力近似正比于迎風面面積也就是正比于尺度的2次方,而重量正比于尺度的3次方。所以對于尺度為人類一百分之一的昆蟲來說,空氣阻力對它們的效果很強,它們的墜落效果等價于把人類在一百倍空氣阻力中墜落的效果。

對于大部分昆蟲,還有一種因素,它們大部分都有很強的身體強度。它們的身體結構和材質實際上是相當抗揍的。這是次要的原因。

因此,在這三個因素的共同作用下,墜落對昆蟲來說威脅不大。

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