요컨대, 아닙니다.
방사능에 노출 된 곤충에 대한 슈퍼 히어로 영화의 상상력은 초강력을 가진 거대한 곤충으로 변이 될 수 있습니다.
개미는 자신의 무게의 약 20 배를들 수 있고 벼룩은 한 번의 점프로 자신의 높이의 40 배를 뛸 수 있습니다.
만약이 곤충들이 갑자기 인간의 크기로 변한다면, 그는 그가 정상적인 크기 였을 때 가지고 있던 "초능력"을 잃게 될 것입니다. 어떻게이 일이 일어 났어요? 이는 이유
개미의 다리는 원통으로 생각할 수 있으며, 개미의 다리의 강도는 원통의 단면적에 비례합니다. 인간도 마찬가지입니다. 인간 다리의 힘은 다리의 뼈와 근육의 단면적에 비례합니다.
우리는 원통의 단면적이 원이라는 것을 알고 있으며, 이는 πr2와 동일하며 여기서 r은 반경의 길이입니다. 이 개미가 크기를 3 배 크게 변경한다고하면. 그러면 단면적이 9 배로 확장되어 개미의 다리 강도도 9 배 더 강해집니다.
개미의 크기가 3 배가되면 질량은 어떨까요?
개미 몸의 내용물을 공간으로 고려하여 단순화 할 수 있습니다. 개미의 질량은 개미의 부피에 비례합니다. 구와 같은 공간의 부피는 4 / 3πr3과 같습니다. 3의 거듭 제곱을 포함하는 반지름을보세요. 개미가 3 배 더 크면 부피가 27 배 더 커집니다. 이는 개미의 질량도 27 배 더 크다는 것을 의미합니다.
유기체의 부피가 신체 단면적보다 훨씬 빠르게 증가하기 때문에 유기체의 질량도 유기체의 힘보다 훨씬 빠르게 증가한다는 것을 의미합니다.
또한 읽으십시오 : 2018 월드컵 트로피는 Kopong으로 밝혀졌습니다!개미의 크기가 50 배 증가하면 개미 다리의 단면적이 증가하여 힘이 2500 배 증가한다고 가정 해 봅시다. 그러면 질량도 125,000 배 증가하는 개미의 부피!
이 개미는 매우 무거워 지지만 힘의 증가는 질량의 증가와 일치하지 않습니다. 결과적으로이 개미의 다리는 자신의 체중을 지탱하지 못할 수 있습니다.
기껏해야이 개미들은 같은 크기의 인간만큼 강해질 것입니다. 한 번의 점프로 매우 높이 점프 할 수있는 벼룩은 인간 크기의 작은 울타리 만 뛰어 넘을 수 있습니다.
뼈와 근육의 강도와 단면적, 질량 및 부피의 관계는 코끼리와 다른 큰 동물이 왜 부피가 큰지 설명합니다.
코끼리는 큰 몸무게를 지탱하기 위해 넓은 단면적의 강도가 필요하기 때문에 두꺼운 다리를 가지고 있습니다. 하마와 코뿔소는 체중을 지탱할만큼 큰 다리를 가지고 있습니다. 기린의 다리는 더 작고 가늘지 만 기린의 몸은 코끼리 나 하마만큼 부피가 크지 않습니다.
개미가 인간의 크기라면 초능력을 갖지 못하는 또 다른 요인이 있는데, 이는 신체 부피 증가에 비례하여 증가하는 신진 대사 요구 사항 (에너지 사용)과 관련이 있습니다.
요컨대, 열 에너지를 얻거나 방출하는 유기체의 능력은 크기가 커짐에 따라 대사 요구 사항에 비례하지 않습니다. 왜냐하면 작은 신체의 표면적이 부피에 비해 증가하기 때문입니다. 결과적으로 개미는 체온을 빨리 방출 할 수 없기 때문에 화상을 입을 수 있습니다.
코끼리와 같은 큰 동물은 몸을 식히고 따뜻하게하는 데 사용하는 혈관으로 채워진 넓은 귀와 같은지지 구조를 가지고 있기 때문에 큰 몸 크기로 잘 대사 될 수 있습니다.
또한 읽으십시오 : 개미가 높이에서 떨어질 때 왜 죽지 않습니까?따라서 우리는 초능력으로 극적으로 확대하거나 축소 할 수있는 개미가 없습니다. 기하학적 요인, 신체 크기, 힘 및 신진 대사로 인해. 하지만 큰 동물의 또 다른 예가 있습니다.
그러나 자연은 특정 유기체가 오늘날보다 더 작아야하는지 훨씬 더 커야하는지에 관계없이 잠재적 인 불균형을 유지하고 있음이 분명합니다. 설득력이 있군요? 걱정할 필요가 없습니다. 거대한 곤충 괴물이 지구를 지배하지 않을 것입니다.
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