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为什么蚂蚁从高空落下摔不死?优质

792次浏览| 2022-07-06 20:46:01 更新
来源:互联网
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所有物体在空气中运动时都会受到空气阻力的影响,阻力的大小与物体和空气所接触的表面积有很大关系,越是小的物体其表面积和重力的比值就会越大,即阻力就越容易和重力相平衡,从而使物体的下降速度不至于越来越快,也就是微小的物体在空气中可以很慢的速度下落,所以蚂蚁落地时速度慢,不至于摔死。相反,越是大的物体其表面积和重力的比值就越小,阻力就越难和重力相平衡,物体的下降速度就会越来越快,所以人从高楼上摔下来会摔伤甚至摔死。即便如此,我们也可以设想一种方法,使蚂蚁从高空摔下来会摔死:把蚂蚁放置在一根真空的长玻璃管中,当蚂蚁以平常的速度在这根真空的长玻璃管中下落时,因为没有空气的阻力,无法和重力相平衡,导致下降的速度会越来越快,如果真空玻璃管足够的长,蚂蚁就有可能摔死。同理,飞行员跳伞时,因为张开的伞增大了阻力,和飞行员所受到的重力相平衡,从而使飞行员的降落速度不至于太快,可以安全抵达陆地,不会摔伤。 

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蚂蚁是一种昆虫动物,体积小,重量轻,当我们把蚂蚁从高空中抛下,蚂蚁受到两个力的作用,一个是空气阻力,应该是蚂蚁本身的重量,科学家曾经做过实验,把蚂蚁从飞机上抛下,蚂蚁就像树叶一样,慢慢的向地面飘去,速度不会越来越快,蚂蚁重量太轻,蚂蚁受到,的空气阻力和它本身重量之间达到一个平衡点,所以蚂蚁就慢慢飘向地面,如果是一个人,空气阻力小于人的重量,受重力加速度的影响,人下降的速度会越来越快,快到地面的速度犹如出膛的炮弹,人摔在地上,会摔成一滩肉泥,惨不忍睹。要使空气阻力增大,物体表面积也要变大才行,所以人类发明了降落伞,降落伞打开以后,表面积增大,受到的空气阻力也变大,当达到一个平衡点,人就可以人为控制降落伞的下降速度,使人很缓慢的降到地面上,避免了伤害和骨折的发生,蚂蚁的肌肉和人的肌肉明显不同 ,它可以扛起比自身重几十倍的重物 ,人类显然没有这样的本事,世界之大无奇不有,人类不能太骄傲了,应该虚心,任何小动物,也有高出人类的地。

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蚂蚁从高空摔下不死之所以令人感到奇怪,是因为其他大部分生物从高空摔下都会产生伤亡,比如人,会成为一摊烂泥。那我们首先弄清楚人从高空摔下为什么会成为一摊烂泥。我们知道,在地球上的生物都会受到地球重力的作用。高空中的人在重力的作用下,向地面落去,并且速度越来越快,因为地球重力的加速度是9.8米每秒,越高的地方摔下,到达地面时的速度越大。动能=速度×质量,速度大,人的质量也不小,这股强大的动能足以把人摧毁。好了,那我们来讨论蚂蚁吧。首先呢,蚂蚁从高空下落的过程中也是会受到重力的,但是我们知道空气是有阻力的。随着蚂蚁下落速度的越来越快(重力大于阻力,存在加速度),空气阻力也越来越大,最终重力和阻力回达成一个平衡。因为蚂蚁的重力很小,所以在下落速度很小的时候,阻力已经和重力一样大了。蚂蚁就以一种较慢的速度均匀下落,也就是我们常说的轻飘飘的落下。这样,蚂蚁自然不会死。

人从空中掉下来,不是摔伤就是死,为什么蚂蚁掉下来会安然无恙?从物理学上说:从高空中摔下来的过程中受到的力有三个:蚂蚁自身的重力、空气对蚂蚁的浮力和空气最蚂蚁的阻力,空气阻力的一个表达式:空气阻力公式:f=C*v^2,f是空气阻力,C是常数,v是下降的速度,可见当速度越大空气阻力就越来越大,当速度达到一定时,空气阻力+空气对蚂蚁的浮力=蚂蚁自身的重力,这时蚂蚁的速度就不会再增加了,这个速度就是一种平衡速度,对于蚂蚁这种重力小的,平衡速度不会很大,也就是说到达地面时的速度也不会很大,不足以杀死它,从生物学上说:蚂蚁的组织结构不一样:它是骨包肉,人是肉包骨.肌肉力量有差异:蚂蚁可举起自身重量几倍的物体,人远远不能达到.比重不一样。

小时候,我们在无聊的时候都会蹲下来玩弄地上的蚂蚁。最有趣的就是观察蚂蚁的活动,可有时我们会发现蚂蚁从高空摔落而摔不死,那这么小的蚂蚁为什么会摔不死呢?其实,这是由于空气阻力的作用。空气阻力的大小与我们和空气接触的表面大小有关,体积越小,其表面与重力的比值越大,这样阻力与重力越趋于平衡。而蚂蚁自身质量太轻,随着蚂蚁下落速度增大,空气阻力将很快与它自身的重力达到平衡。所以在这种作用力下,蚂蚁就会毫发无伤的落到地面。此外,蚂蚁有外骨骼和强韧的肌肉,能承受上百倍自身体重的压力,所以从高空坠落是不会有事的。

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对于小蚂蚁来说呢,它的受到的重力是非常小的,相对于它的体表面积来说,它有足够大的面积去接触空气,然后就会形成一个非常大的阻力,在一开始的时候,重力是大于阻力的,所以蚂蚁是一个由静止到加速的过程,但是速度越大,阻力位也越大,那么很快就会阻力与重力相等,这个速度就不再增加了,然后以这个速度再落下来,当然在落地的时候肯定不是速度等于0,蚂蚁会有一个非常小的速度着陆,也会受到一点儿影响,这影响深的比人用降落伞从千米高空落下来还要小,所以就会摔不死。

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