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為什麼螞蟻怎麼都摔不死?

謝邀。有一個數學定律保證了這隻螞蟻從高空摔下來不會摔死。這個定律的數學非常簡單,大家都能懂,它叫做「平方-立方定律(Square-cube law)」。


這個是一個廣泛應用的數學原理,它描述了物體表面積隨著體積變化的規律。具體內容是:當物體尺寸變大時,體積按三次冪增加,而表面積按二次冪增加,也就是說,它的體積增長比表面積增長更快。別看這個定律簡單,它的應用可不少。


在生物學中,肌肉的截面按二次冪增大,而肌肉的質量卻是按三次冪增大。因為肌肉的強度跟截面相關,所以動物體積越大,它的肌肉的相對強度反而越弱。

同時這個定律也說明了,為什麼大象的骨架與身體的比例和老鼠的骨架與身體的比例是不一樣的。大象骨頭的單位截面(二次冪)承重(三次冪)遠遠大於老鼠,所以需要更粗壯的骨架來支撐身體。


另外,在空氣中,空氣阻力和動物身體截面相關,而重力是和動物質量相關。同樣利用「平方-立方定律」,你就知道,動物體積越大,重力(三次冪)會遠大於空氣阻力(二次冪),從而從高處摔落,會受到更大的衝擊。所以,螞蟻體積較小,從高處摔落就不會摔死,但人從高處跳下去,非死即傷。


還有一點值得說,浮力和動物身體尺寸的關係也是三次冪,這和重力是一樣的。所以水裡的動物要支撐自己的體重,並不需要太大的骨架。這也是地球上體積最大的動物是水生動物的原因。


除了應用在生物學,這個簡單的數學定律在工程上也有應用。比如說,物體質量和尺寸是三次冪,但所受到的支撐往往是二次冪,所以,一個建築越高,對材料的堅固程度要求也越高。

最後,強烈建議全體螞蟻都來學學這個數學定律。


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