《科学世界》2024年全年杂志正在订阅中~
现在订阅，立享7.5折。
通过文末链接，即可登录“科学世界”微店订购。
图片来源：pixabay
蚂蚁即使从桌子上掉下来也不会摔死。
一只5毫米长的蚂蚁从1米高的地方掉下来，换算成人类尺度的话，相当于一个人从大约300米高的地方坠落。
人类从这个高度坠落的话，肯定会因为落地时的剧烈撞击而丧命。那么，蚂蚁和人类到底有什么不同呢？
从高处坠落的蚂蚁之所以安然无恙，是因为空气阻力对蚂蚁的影响远远超过了对人类的影响。
物体的尺寸变小后，由于尺度效应，单位体积的表面积会变大。这样一来，空气阻力和摩擦等与身体表面积大小成比例的力的影响会比与体积大小成比例的重力的影响更加显著。
那么，假设一个尺寸缩小为20分之1的人从1米高的地方坠落，落地时会受到多大的冲击呢？
当物体的大小达到一定程度时，空气阻力（风压）的大小会与物体速度的平方成比例，而且与接触空气的表面积成比例。物体开始坠落时会因重力而加速，空气阻力也会逐渐变大。然后，在某个时刻，重力与空气阻力相互平衡，坠落速度变得恒定。这时的速度称为“终端速度”。
《蚁人2》剧照
一个体重60千克的人腹部朝下坠落时，终端速度会达到每小时大约159千米的惊人速度。与此相对，尺寸为200分之1的“蚂蚁人”的终端速度则为每秒大约3.1米（时速约11千米）。这与普通人从50厘米高的地方跳下时的速度几乎相同。也就是说，缩小到蚂蚁尺寸的人就算从100 米的高处坠落，在地面受到的冲击也很小，也能轻松安稳地落地。
身体变小后，不仅空气阻力，而且身体表面的各种作用力也会占据主导地位。例如，蚂蚁等小昆虫、蜘蛛和壁虎等能够攀爬垂直的墙壁。许多生物在手足内侧等部位长着特殊的粘附器官，通过与墙面之间的摩擦力和分子间作用力来支撑身体。身体小的话，相对于重力，吸附在墙壁上的力的影响会变大，因此能够支撑体重爬墙。
此外，也有凭借小世界特有的方式在空中飞行的生物。“蓟马”是一种体长小于1毫米的昆虫，它不是靠膜状翅膀，而是通过挥舞长有大量长毛的棒状器官来搅动空气飞行。
订阅《科学世界》2024年全年杂志↓↓↓
购买《科学世界》2024年第8期↓↓↓
另外：典藏本系列图书 全部7折到手价！
高清精美图片解析 课堂知识与前沿科技尽在掌握
