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        螞蟻如何變身“大力士”

        2015-12-26 10:14:46本刊編輯部
        發(fā)明與創(chuàng)新 2015年18期

        為什么螞蟻可以舉起比自己重100倍的物體?科學(xué)家們解釋說,這是由于螞蟻的身體小。如果把螞蟻原樣“放大”到人的尺寸,肌肉構(gòu)造不變,螞蟻就舉不起比自己重100倍的物體,甚至連頭都抬不起來。反過來,如果把人縮小到螞蟻那么大,身體構(gòu)造不變,人一樣會變成“大力士”。

        物體的尺寸變化時,長度呈線性變化,面積按平方變化,而體積按立方變化。假設(shè)人的身長為1.6米,螞蟻的身長為6.4毫米,螞蟻的身長是人的1/250。再假設(shè)螞蟻的身體結(jié)構(gòu)和人一樣,那么螞蟻腿部肌肉的橫切面的面積是人的1/2502,而體重是人的1/2503。假設(shè)人的體重是60公斤,螞蟻的體重就應(yīng)該是3.84毫克。

        由于螞蟻腿肌的橫切面是人的1/2502,而肌肉的力量大約和橫切面成正比,而人一般可以舉起相當(dāng)于自己體重的重量,理論上螞蟻可以舉起人體重1/2502的重量,即960毫克,是螞蟻體重的250倍!所以螞蟻用相對較細(xì)的腿,就可以舉起比自己重100倍的物體。

        這也就可以解釋為什么許多昆蟲如螞蟻和蚊子都長有較細(xì)的腿,而大型的動物如大象卻需要很粗的腿,因?yàn)樵诩∪鈴?qiáng)度不變的情況下,動物的尺寸增加時,重量的增加要快得多。電影《人猿泰山》中的巨型猿猴有數(shù)層樓房那么高,行動卻和真實(shí)的猿猴一樣敏捷,現(xiàn)實(shí)中這是不可能的,如果把大猩猩按比例放大到10層樓高,它不僅不能跳躍,恐怕連走路都困難。

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