為什麼蟲子從桌子上面摔下去不會骨折,或者是從樓上摔下去不會骨折?
今天上課的時候有一隻蟲子爬到了我的書上,然後靈機一動用手中的水筆把它殘忍的推下了桌子,然而它安然無恙的爬走了。。。。。。為什麼,它從桌子上掉下去和人從樓上跳樓的感覺差不多啊,為什麼不會骨折或者直接經脈全斷???雖然有同學給我解釋了,蟲子很輕很小,但是如果我們的世界是外星人巨人眼中的小世界,他們看我們就像我們看蟲子一樣,我們被一隻巨大無比的水筆推下了桌。。。然後絕對當場靈魂飛天。。。。。。我們的體重對於巨人來說也很小啊。。。同學說我的腦洞已經無法和常人對接了,各位知乎段子手大神們求腦洞的無縫對接(?_?) 2333333為什麼好想笑
終端速度 蟲子和人的身高(r)差多少倍來著?
尺度增大10倍,骨骼橫截面積增大100倍,你的質量卻增大了1000倍。。實際上鯨魚擱淺多半是因為自己太重,失去浮力以後身體四周受力不均勻,然後器官骨骼什麼的被壓爆了死掉的,擱淺的鯨魚越大,死得越快,但是人躺在沙灘上肯定不會的對吧
大躍進時期我國在狂熱中干過一件蠢事:想造大火箭但不會,已經有了之前從蘇聯弄來的小火箭,於是一拍腦袋,這有何難?等比例放大不就行了?結果毫無疑問的失敗了。
原因和這個問題一樣,發動機推力(骨骼強度)的增長速度遠遠落後於所需要負擔的重量的增長速度。
答案就是尺度,面積,體積的不成正比。
舉個例子。
跳蚤可以跳起身高一百倍的高度。
那如果它和人一樣高,豈不是可以跳個一百八十米?卧槽60樓啊!
來來來我們來算一下這可不可能。
假設腿長為l,正比於身高。假設身高的立方正比於體重G。則l^3正比於G,l^3 ∝ G。
假設身高平方正比於骨骼截面積。假設骨骼承受的最大力F的大小正比於截面積。則l^2正比於F,l^2 ∝ F。
跳躍最高點為h。由能量守恆,最高點的重力勢能等於起跳過程腿部做功,G×h = F×l。
移一下項,h/l = F/G ∝ 1/l。卧槽兩邊可以約分啊。最後h = C,是個常數。
卧槽這說明了什麼?跳蚤如果變成跟人一樣大,它跳起來的高度還是跟變大之前一樣!
雖然不是正面回答題主的問題,我想說的是,由這個例子可以窺見,直覺上合理的放大縮小放在現實中是不符合物理規律的。不是所有蟲子都摔不傷的。千萬不要摔捕鳥蛛,一摔就炸肚子,不要問我怎麼知道的……
上乾貨,在山中某塔下小坐,眼睜睜看著這貨掉下來,摔斷腿腳
1.蟲子從桌上掉下和人從桌上跳下獲得的速度是差不多的。沒錯!看起來像高樓只是你的腦洞而已。2.人從樓上掉下為什麼會骨折?因為瞬時能量過載。在下落過程中不斷加速,接觸地面後又突然靜止,這股能量全部作用與人體,人體很難承受。而蟲子因為重量小很多,作用在其的能量也小了很多。
其實答案挺簡單的。我們假設用一根繩子吊起一個球,使得球的重力剛好等於繩子被拉斷所需的力。然後我們現在把這個模型同比例縮小1/2,那麼繩子的截面積縮小到了原來的1/4,而球的體積縮小到了原來的1/8。由於繩子和球的材料不變,那麼抗拉強度和密度也不變。這樣這個繩子能掛兩個球了。那麼縮小100倍呢?那就能掛100個球了!
所以不用嫉妒跳蚤能跳多高,而大象根本不會跳了。
也不用想像存在一個巨人世界了,因為他們平躺著都會像藍鯨一樣被體重壓骨折。
昆蟲、節肢動物都沒有內骨骼,只有外骨骼。骨折一詞一般就是描述內骨骼折斷吧。顯然用詞不當啊。
另外,擴大和縮小一個物體時,長度/表面積/體積變化並不是像人們想的一樣完全一樣。說白了,把人放大。人的體重增加速度超過了身體結構承重力增加速度。反過來想就明白了。小了反而結實。原因有好多啊。 一,從蟲子方面考慮。1,大部分蟲子它的密度比人的小(尤其是甲殼類,體內還有空腔的。),所以在空氣中的浮力要大。 2,蟲子的以七星瓢蟲為例,它的體型是飛碟狀的,如果他在下降的過程中沒有豎著掉下來的話,它的平面的腹部收到的空氣阻力更大。如果你換成一天肥嘟嘟的菜蟲,把它從桌子上扔下來,看它死不死。。。 3,而且,蟲子的身體結構比較簡單,一層甲殼包裹在外面,裡面又沒有什麼重要的器官,而人從高出摔落,更多的是內臟破裂(比如肝臟),剛爬起來還是好好的,第二天因為肝臟大出血死了。 4,昆蟲的腿很長,伸縮性比我們的腿好好多,簡直就是一個天然的彈簧墊。 二,空氣浮力的原因。不知道有沒有玩過徒手抓羽毛的遊戲,有一根羽毛在空中飄著,你用手去抓總能從手縫間飄出來。你握手的同時,也使得空氣流動,把羽毛吹走了。昆蟲的密度低,受力面積大,稍微一陣風吹過來,就可能飄走了~所以,當它從高處落下來的時候,到一定速度,它就勻速運動了。。。 三,地面。我們踩在地面上,是平地,在昆蟲的眼裡可能是泥窪不平。地面對我們的緩衝可能只有幾毫米,毫不起眼,對昆蟲可能是有幾個提倡的高度夠他緩衝~~~(先說這麼多,全是個人經驗之談,歡迎指出我的錯誤)
你不能因為你的相對大小,理解自己的大小,蟲子在空氣中的浮力和重力導致墜落不至於受傷!但是如果一個超大的巨人把你推下樓房,在你摔死的同時,除非它身體結構特殊,那麼它應該早被自己的重力壓死了!
因為質量小唄,相同高度質量越小勢能越小,下降時勢能轉換成的動能也就越小。so..........掉在地上承受的衝擊越小。。。還有就是質量越小空氣阻力產生的影響就越大g&>a=(G-f阻)/m(這個感覺比較雞肋的因素吧)
蟲子有骨頭嗎
終端速度與物體的密度有關,即物體從無窮高處下落(假設一直受重力影響),最終速度會達到一穩定值而不會繼續增大(最常見例子從幾萬米高空落下來的雨沒砸死你),上面已經有人給出了,我就不重複了,但是這個終端速度公式是在相對受力面積相等的條件下,實際上當相對面積越大,f(這裡是空氣阻力)越大,終端速度就越小。
而當落地時同樣是相對受力面積越大受的衝力越小(公式還是不給了給了你們就又吐槽看不懂了)。 一般來講生物在下落的過程中為了減小著地的衝力,都會自發的調整自身已達到最大面積或選擇身體承受能力最大的部位著地(第二種生物一般比較聰明。。比如人類就宣傳迫不得已要跳樓保命時候用背或臀部著地)。 而體積小的螞蟻受力面積真的大。。。考慮到伸開六肢及觸角,外加這些肢體之間的空氣膜足以增大近螞蟻體積的1/2,著地時衝力更是小了許多,壓強也小了,所以不會摔死。另外以上條件為理想狀態下,除空氣阻力和重力外不受外力,要是此時再來一陣風,只要有一定的向上趨勢,落地速度就更慢了,所以基本摔不死他們。
最後扯一句,大部分人墜崖死亡是在墜落過程中心臟病發作而死而不是摔死。。簡單的說就是嚇死了。體積和面積的放大不是等比例的
原來單位是10 放大10倍後 面積100 體積1000
受力很大程度在於支撐的橫截面,橫截面只放大到100,體重1000啦,當然會斷。
反過來,等比例縮小,就怎麼也斷不了了無脊椎動物沒有骨頭哪來的骨折
小時候,我的腦洞也這麼大過……
螞蟻是可以摔斷腿的。。不要問我怎麼知道的。
推薦閱讀:
※怎樣規避男閨蜜的調戲?
※你見過的最奇葩的撒酒瘋是怎樣的?
※怎樣看待及對待身邊那些總是眼紅你的成就,對你羨慕嫉妒恨,總是在暗裡冷嘲熱諷說些陰陽怪氣的的人?
※那些即將被貝爺吃的蟲子是什麼想法?
※女博士能接受非博士的男友么?