问题

为什么蚂蚁怎么都摔不死?

回答
你这个问题问得很有意思,其实说蚂蚁“摔不死”并不是绝对的,但它们确实比我们想象的要顽强得多。这背后其实有不少科学的道理,咱们一个个掰扯掰扯。

首先得说,我们人类感觉“摔死”的概念,主要是基于重力加速度和冲击力。我们从高处落下,身体承受巨大的撞击力,内脏震荡、骨骼断裂,所以会受伤甚至死亡。可蚂蚁呢?它们太小了!

第一点:微小的体型和质量,决定了它们受到的冲击力很小。

你想啊,我们成年人从几层楼高摔下来,那动静可就大了。但蚂蚁呢?它的体重轻得可以忽略不计。即使它从很高的地方掉下来,就跟我们从一张桌子上掉到地板上差不多。这么一点高度,对蚂蚁来说就像是我们从膝盖上摔下来一样,虽然有点懵,但通常不会有致命的伤害。

牛顿第二定律告诉我们,力等于质量乘以加速度(F=ma)。虽然加速度(重力加速度)是一样的,但蚂蚁的质量“m”实在太小了,所以它受到的力也就很小。再说了,空气阻力对这么小的物体影响可就太大了。

第二点:强大的表面积与体积比,让它们能利用空气作为“降落伞”。

蚂蚁的身体结构,尤其它们的腿和触角,在它们下落时会张开,增加与空气接触的面积。这就像一个微型降落伞,能够显著增加空气阻力,减缓下落的速度。所以,即使是从很高的地方掉下来,蚂蚁也能以一个相对温和的速度落地,而不是像一颗子弹一样砸下去。

你可以想象一下,你拿一张纸片丢下去,它会慢慢飘下来;而你丢一块石头,它会很快落到地上。蚂蚁的体型和结构,让它们更接近于那张纸片,而不是那块石头。

第三点:身体结构非常坚固,而且没有脆弱的内脏。

蚂蚁的外骨骼(就是它们那层硬硬的壳子)非常坚韧,就像我们人类的骨骼一样,能够提供支撑和保护。而且,蚂蚁的身体不像我们这样有许多松散的器官,它们内部更紧凑,不容易在冲击中发生移位或破裂。它们的“内脏”更像是嵌在外骨骼里的结构,整个身体的韧性很高。

再者,蚂蚁没有我们人类那样柔软的皮肤,它们的外壳就像一套天然的盔甲,能够承受一定程度的挤压和撞击。

第四点:它们通常落在柔软的表面。

当然,我们也不能忽略运气成分。很多时候,蚂蚁的“坠落”可能并不是直接落在坚硬的地面上,而是落在草叶、泥土、或者其他柔软的介质上。这些柔软的表面会进一步吸收冲击力,让它们更容易“幸免于难”。

但是!划重点了,蚂蚁也不是真的摔不死!

如果把一只蚂蚁从非常非常高的地方(比如我们人类能接触到的最高处,或者更高),直接扔到坚硬的水泥地上,并且让它在下落过程中尽可能减少空气阻力(比如把它裹起来),那么它同样会因为巨大的冲击力而死亡。

科学研究曾经做过一些有趣的实验,比如把蚂蚁从很高的柱子上推下去,然后观察它们的反应。结果发现,当高度达到一定程度时,蚂蚁也会受伤甚至死亡。关键在于,我们日常生活中遇到的“掉落”,很少能达到让蚂蚁致命的程度。

所以,当你看到蚂蚁从桌子上爬下来,然后不小心掉到地上,似乎毫发无损地继续前进时,那是因为它们微小的体积、优化的身体结构以及空气阻力共同作用的结果,让它们拥有了“抗摔”的超能力。但别以为它们真的刀枪不入,它们也有自己的生存极限。

总而言之,蚂蚁的“摔不死”更像是一种相对的说法,是它们在特定环境下的生存优势,而不是绝对的物理定律。

网友意见

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谢邀。有一个数学定律保证了这只蚂蚁从高空摔下来不会摔死。这个定律的数学非常简单,大家都能懂,它叫做“平方-立方定律(Square-cube law)”。

这个是一个广泛应用的数学原理,它描述了物体表面积随着体积变化的规律。具体内容是:当物体尺寸变大时,体积按三次幂增加,而表面积按二次幂增加,也就是说,它的体积增长比表面积增长更快。别看这个定律简单,它的应用可不少。

在生物学中,肌肉的截面按二次幂增大,而肌肉的质量却是按三次幂增大。因为肌肉的强度跟截面相关,所以如果把一个动物的身体按比例变大,它单位肌肉的力量反而会变弱。比如,小昆虫可以抬起比自己重得多的物体,但如果把它等比例放大很多倍,它可能连和自己一样重的物体都抬不起了。

同时这个定律也说明了,为什么大象的骨架与身体的比例和老鼠的骨架与身体的比例是不一样的。大象骨头的单位截面(二次幂)承重(三次幂)远远大于老鼠,所以需要更粗壮的骨架来支撑身体。

另外,在空气中,空气阻力和动物身体截面相关,而重力是和动物质量相关。同样利用“平方-立方定律”,你就知道,动物体积越大,重力(三次幂)会远大于空气阻力(二次幂),从而从高处摔落,会受到更大的冲击。所以,蚂蚁体积较小,从高处摔落就不会摔死,但人从高处跳下去,非死即伤。

还有一点值得说,浮力和动物身体尺寸的关系也是三次幂,这和重力是一样的。所以水里的动物要支撑自己的体重,并不需要太大的骨架。这也是地球上体积最大的动物是水生动物的原因。

除了应用在生物学,这个简单的数学定律在工程上也有应用。比如说,物体质量和尺寸是三次幂,但所受到的支撑往往是二次幂,所以,一个建筑越高,对材料的坚固程度要求也越高。

最后,强烈建议全体蚂蚁都来学学这个数学定律。

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其实蚂蚁不止在人类身高的高度摔不死,哪怕从巡航高度的飞机上掉下来,也摔不死。民航飞机的巡航高度,一般为8000-12000米。

从这个高度掉下去,似乎一切都会碎成渣渣。但是蚂蚁,并不屑于有这样的担忧。原因有二。

首先,蚂蚁是真的耐摔。

我们都知道,蚂蚁可以搬起比自身重量重400倍的物体。这除了说明蚂蚁力气大,还说明了蚂蚁的身体结构能够承受超强的冲击力。蚂蚁结实的外骨骼和强韧的肌肉让它从空中落下、撞击地面时更不容易受到伤害。

其次,蚂蚁从飞机上落下,并不会重重的摔在地面

蚂蚁身轻约0.05g,体型瘦长且不规则,这使他在下落过程中充分受到空气阻力影响。从飞机上掉落后不久,蚂蚁便会保持大约10米每秒的速度匀速下降,经过15分钟左右,才会飘落到地面上。

由于蚂蚁非常轻、下落速度并不快,落地时的撞击力约为0.00049N(牛顿)。这个力乘以100倍后(0.049N的力),也才大约相当于举起两个乒乓球的重量。

所以,从飞机上落下,撞击到地面,对蚂蚁来说就是挠痒痒而已。

其实,有日本科学家从10厘米、1米、10米的高度扔下蚂蚁,也有各国网友从自家屋顶、楼顶扔下蚂蚁。配置了“自动降落系统”的蚂蚁们,都若无其事的平安降落了。

但是,万米高空,有零下四五十度的酷寒,气压极低、氧气含量更低,高空风速高达100千米每小时......从飞机上掉落,7分概率落在海里,蚂蚁没能落地,就永远上了天堂。

与物理大神隔着一万米距离的小横试着粗略地回答了这个问题,希望能对各位好奇宝宝们有帮助呀。

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