想要摔死一隻螞蟻,需要多高才行?多高恐怕都不行

2020-12-05 科學信仰

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對於人類而言,螞蟻是一種極為弱小的生命形式,走在路上,我們不自覺地就會踩死幾隻螞蟻,沒有人計算過一個人一生中所踩死的螞蟻數量到底有多少。

的確,螞蟻弱小,所以生命易逝,但要殺死一隻螞蟻,也不是任何方法都可以,比如我們可以輕而易舉地踩死它,但如果想要將其摔死可就不那麼容易了。古往今來,從未聽說過有人摔死過螞蟻,這是為什麼呢?是不是從未有人試圖這樣去做呢?當然不是,千萬不要懷疑人類的無聊程度,無論多麼離奇古怪、百無聊賴的事情,只要你能想得到,就一定曾有成千上萬的人嘗試過,相信摔螞蟻這件事也是如此。所以既然從沒有聽說過螞蟻被摔死的事例,那麼只有兩種可能,要麼是螞蟻很難被摔死,要麼就是螞蟻根本無法被摔死。

只要高度足夠,大多數的生物都是可以摔死的,比如從二樓墜落的人類,如果姿勢不當都有可能出現嚴重的損傷。

還有就是民間傳說中擁有九條命的貓,它們的確身手靈活,它們之中的一些傢伙從四五層的高度,甚至七八層的高度跳下都有可能安然無恙,但如果高度繼續增加,十幾層、甚至是二十幾層,它們可能就無能為力了。

既然隨著高度的增加,生物被摔死的機率會隨之增加,那麼要摔死一隻螞蟻,需要多高的高度呢?這是一個不太複雜的物理問題,我們可以通過計算得出結論。首先,我們得先弄清楚生物摔死的物理原因到底是什麼。生物之所以會摔死,其本質原因就是生物在落地之時所產生的動能,而生物落地時的動能與兩個因素息息相關,一個是生物下落的速度,另一個則是生物自身的質量。

質量就不用多說了,螞蟻的質量是相當小的,一般一隻普通螞蟻的重量應該不超過50毫克,所以我們就以50毫克為準,這也是為了後面計算更為方便。

接下來我們說說速度吧,生物下落的速度可以通過公式計算出來,自由落體速度的計算公式為V=gt,這裡的V就代表了生物的下落速度,而g則是重力加速度,t就是生物下落所用的時間。所謂重力加速度指的就是地球表面的物體受到地球引力的影響在真空中下落的加速度,它是不變的,其近似標準值為9.8m/s∧2。接下來就是t所代表的時間了,毫無疑問,生物下落的起始高度越高,那麼生物下落所需的時間也就越長,根據自由落體公式,下落的時間越長,速度就越快。而再根據動能計算公式,下落的速度越快,那麼落地時的動能就越大,生物摔得也就越重。

從上述邏輯出發,似乎只要是高度足夠,那麼就可以將螞蟻摔死,但其中有一個問題被我們所忽視了,那就是自由落體公式描述的是一個與現實不符的理想環境。

自由落體公式描述的僅僅是真空環境下物體下落的速度,但地球並不是真空的。所以生物下落的速度除了受到地球引力的影響之外,還受到了一個與引力方向相反的力,就是空氣阻力。在生物下落的過程中,隨著速度的增加,空氣阻力也會隨之增加,大概生物下落的速度達到一定值的時候,重力與空氣阻力就會實現平衡,此時生物下落的速度就不會繼續增加,而這個速度就被稱之為終端速度,不同物體的終端速度是不盡相同的。當一個標準體重的人從高處下落時,它的終端速度大約為50m/s,而貓的終端速度約為25m/s,所以貓更不容易摔傷。

螞蟻下落的終端速度是多少呢?研究相關問題的科學家曾經做過計算,螞蟻下落的終端速度約為1.7m/s。

每秒鐘1.7米,這個速度已經很慢了,但如果是人以這個速度跌落地面還是會摔得生疼,可螞蟻為什麼能安然無恙呢?因為螞蟻還有一個優勢,那就是質量低。按照螞蟻質量50毫克、下落終端速度1.7m/s來進行計算,螞蟻跌落地面時的動能只有0.00007焦耳,這就是螞蟻無論從多高墜落,都不會死亡且安然無恙的原因所在。

當然,如果你無論如何也想要將螞蟻摔死,也不是沒有辦法,螞蟻下落的終端速度只有1.7m/s,而一隻普通螞蟻的壽命通常在一個月左右,只要將一隻螞蟻放置在足夠高的位置,然後讓其下落,那麼它就有可能在途中壽終正寢,這樣在它著陸的時候,你就能夠得到一隻死螞蟻了。

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