Вопреки интуитивному представлению о падении, для крошечного муравья прыжок с высотного здания, скорее всего, обернется лишь кратковременным и не очень приятным полетом. Вместо ожидаемого падения камнем вниз, муравей, как правило, становится жертвой преобладающих воздушных потоков, потоков из вентиляционных шахт и кондиционеров. Эти факторы отнесут его далеко от точки падения, и его снижение будет происходить плавно и неспешно, пока он, целым и невредимым, не приземлится на тротуар или крышу соседнего строения.
Секрет выживаемости муравья кроется в его крайне малых размерах. Масса его тела незначительна по сравнению с сопротивлением воздуха, которое препятствует его падению. Ключевым понятием здесь является удельная площадь поверхности – фундаментальное свойство любого материального тела, определяющее общую площадь поверхности, доступную на единицу массы (или объема). УПП измеряется в квадратных метрах на грамм (м²/г).
Соотношение между площадью поверхности и массой муравья подчиняется законам аллометрического масштабирования. Масса типичного муравья пропорциональна кубу его длины.
К сожалению, это правило не распространяется на более крупные объекты, такие как люди. Масса человеческого тела на единицу площади поверхности значительно больше, чем у муравья (примерно в 17 000 раз). Именно поэтому падение с высоты для человека, как правило, заканчивается трагически.
УПП не является универсальным критерием выживания и не определяет судьбу падающего тела.
Существуют способы увеличить УПП относительно веса (использование парашютов, подушек безопасности и амортизирующих поверхностей), но они не являются естественным свойством человеческого тела.
Во время падения на муравья действуют две основные силы: сила тяжести (Fg), которая тянет его вниз, и сопротивление воздуха (Fd), препятствующее его ускорению.
Когда муравей начинает падать, сопротивление воздуха увеличивается до тех пор, пока не уравновесит силу тяжести. В этот момент муравей перестает ускоряться и достигает своей предельной скорости. Она незначительна для имеющихся показателей. Если не полениться и подставить сюда численные показатели, то окажется, что для равноценного падения без последствий, площадь человека должна при такой же массе, должна быть размером с парашют.
Благодаря своему крошечному размеру и большому отношению площади поверхности к массе, муравей имеет все шансы пережить падение с высоты, в то время как для более крупных существ, таких как люди, такой исход, к сожалению, практически исключен.
Получается интересная аномалия - муравей всегда с парашютом от рождения.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на мой Telegram про квантовые миры и читайте эксклюзивные статьи! Обновления регулярно!