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为什么昆虫从高处落下摔不死呢?

2019-12-30

学生导报·东方少年 2019年25期
关键词:次方空气阻力尺度

要回答这个问题,我们首先要知道,坠落的受伤来自于速度的净值,而不依赖于身体尺寸和坠落高度的比例。等比例地放大速度,或者是放大坠落的高度是不合理的。

其次昆虫实际上比我们想象的坚固得多。我们知道,物质的密度是近似恒定的,那么昆虫的质量就与它自身尺寸的3次方成反比。而重力都会作用到材料的横截面上去,横截面是反比于尺寸的2次方的。也就是说,假设把人类缩小一百倍,实际上人类身体的坚固程度要扩大100倍。这也恰恰是限制地球上物种尺寸的因素。

另外一个因素是空气阻力,在低速区域时,空气阻力近似正比于迎风面面积也就是正比于尺度的2次方,而重量正比于尺度的3次方。所以对于尺度为人类一百分之一的昆虫来说,空气阻力对它们的效果很强,它们的坠落效果等价于把人类在一百倍空气阻力中坠落的效果。

对于大部分昆蟲,还有一种因素,它们大部分都有很强的身体强度。它们的身体结构和材质实际上是相当抗揍的。这是次要的原因。

因此,在这三个因素的共同作用下,坠落对昆虫来说威胁不大。

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