炎熱的夏季,除了高溫讓人難以忍受外,還有一種生物讓人心煩意亂,那就是蚊子,尤其是到了晚上,嗡嗡的聲音讓人更是無(wú)奈。本想著經(jīng)過(guò)了多天的降雨,蚊子應(yīng)該會(huì)變少吧,但是這種情況并沒有出現(xiàn),這讓小編有了疑問,為什么蚊子沒有被雨滴砸死呢?
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按理說(shuō)
水的密度很大
它的質(zhì)量是蚊子的 50 倍
再加上下落時(shí)的加速度……
一滴雨水掉到蚊子身上
就相當(dāng)于一輛中型大巴
全速撞到你身上的感覺
最慘的是
如果是一場(chǎng)大雨
意味著一只在戶外的蚊子
每 25 秒就要被撞一次
每 25 秒就被大巴撞飛一次
可想而知啊
一場(chǎng)雨就是部災(zāi)難片
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在蚊子眼中,
我們口中的“毛毛雨”,
不下于一輛輛
汽車從天而降!
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但實(shí)際上
這些勇敢的小精靈們
到了雨天不僅不躲
還特別樂意
在雨中歡快地玩(被)耍(撞)
而且根本不 care 冷冷的冰雨
在臉上胡亂地拍
為什么?現(xiàn)在來(lái)講重點(diǎn)!
美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的胡立德教授
與美國(guó)疾病控制中心合作
對(duì)雨中飛舞的蚊子進(jìn)行了高速攝像
以便仔細(xì)觀察蚊子被雨滴擊中瞬間的行為
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當(dāng)雨滴砸中它們時(shí)
很少會(huì)正中紅心
一般都砸到了它們的六條腿上
這時(shí)候它們最多會(huì)在空中被撞翻
但以它們高超的飛行技術(shù)
蚊子會(huì)向擊中的那一側(cè)傾斜
并通過(guò)高達(dá) 50 度的高難度“側(cè)身翻滾動(dòng)作”
讓雨滴從身側(cè)滑落
百分之一秒內(nèi)就能恢復(fù)平衡
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但天有不測(cè)風(fēng)云
蚊有旦夕禍福
也有某些倒霉蛋
會(huì)好死不死被雨滴直接命中身體中央
但好在
蚊子實(shí)在是太輕太輕了
雨滴對(duì)它根本無(wú)法形成沖撞力
而是直接把它包裹住
帶著往下墜了
這個(gè)時(shí)候的蚊子
就像我們坐過(guò)山車時(shí)一樣
它的內(nèi)心是崩潰的
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雖然沒被撞死
但如果跟著雨滴落到地面上
跟綁著石頭跳樓也沒兩樣了
好在它們身上長(zhǎng)著防水的細(xì)毛
只要來(lái)幾個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)作伸胳膊伸腿
它們就能很優(yōu)雅地從雨滴里脫身而出
當(dāng)雨滴落到地面時(shí)
它們?cè)缇惋w到別的地方蹦跶了
因?yàn)樘p
而能在車禍現(xiàn)場(chǎng)般的大雨里
歡樂玩耍
——
蚊子們?cè)缭诰徘f(wàn)年前
就學(xué)會(huì)了以柔克剛
這其實(shí)是一個(gè)嚴(yán)肅的科學(xué)研究
科學(xué)家胡立德
還因?yàn)檫@個(gè)拿到了
2016 年的菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)
下面我們一起了解一下這個(gè)研究
通過(guò)拍攝下的高速視頻,胡立德教授與他的研究小組分析并歸納了雨滴擊中蚊子不同部位的各種情況,計(jì)算出了蚊子在遭遇雨滴的瞬間所受的作用力,以及其后隨雨滴向下移動(dòng)的距離。
他們發(fā)現(xiàn),蚊子不像我們可能推測(cè)的那樣能夠躲避雨滴,但被雨滴擊中的蚊子也不會(huì)受到?jīng)_擊帶來(lái)的傷害。蚊子的秘訣,就在于它們體重極輕。
研究小組拍攝的高速視頻顯示,蚊子被雨滴擊中時(shí)并不抵擋雨滴,而是與雨滴融為一體,順應(yīng)雨滴的趨勢(shì)落下。當(dāng)雨滴擊中蚊子翅膀或腿部時(shí),蚊子會(huì)向擊中的那一側(cè)傾斜,并通過(guò)高達(dá) 50 度的高難度“側(cè)身翻滾動(dòng)作”讓雨滴從身側(cè)滑落。而當(dāng)雨滴直接擊中蚊子身體時(shí),蚊子先順應(yīng)雨水強(qiáng)大的推力與之一同下落,隨之迅速側(cè)向微調(diào)與雨滴分離并恢復(fù)飛行。
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圖A展示了實(shí)驗(yàn)用的模擬雨滴與蚊子的相對(duì)大??; 圖B為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖; 圖C和圖D是視頻中的一系列截圖,顯示了蚊子被雨滴擊中后迅速作出高難度的“側(cè)身翻滾動(dòng)作”讓雨滴從身側(cè)滑落。
研究小組發(fā)現(xiàn),若是雨滴擊中蚊子時(shí),蚊子棲息于無(wú)法移動(dòng)的地面上,雨滴的速度將瞬間減小為0,并施加等同于蚊子體重 10000 倍的力在蚊子身上,足以致命。
而當(dāng)蚊子在空中被擊中并采用“不抵抗”策略時(shí),蚊子受到的沖擊力就減小為自重的 50-300 倍,只相當(dāng)于在蚊子身上壓了一根羽毛——這是蚊子所能夠承受的。兩者之間的區(qū)別,就如同“一拳打在鋼板上”和“一拳打在棉花上”。
除了避免沖擊帶來(lái)的傷害,蚊子雨中求生的另一秘訣則是它們疏水性的細(xì)毛。覆滿防水細(xì)毛的身體使得蚊子在隨著雨滴下落的過(guò)程中與雨滴保持分隔狀態(tài),從而能夠迅速擺脫雨滴重新飛起,在雨滴將它們?cè)衣涞孛嬖斐芍旅鼈η疤映錾臁?/p>
胡立德教授的這一發(fā)現(xiàn)被發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上,并引起了廣泛關(guān)注。 事實(shí)上,這項(xiàng)研究不只是跟蚊子有關(guān)。在對(duì)于自然界的應(yīng)對(duì)之道上,動(dòng)物往往有著比我們更豐富的經(jīng)驗(yàn),并在千萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程中發(fā)展出了適合它們生存環(huán)境的結(jié)構(gòu)和功能。研究和模擬這些動(dòng)物應(yīng)對(duì)大自然的特殊本領(lǐng),可以為我們的科學(xué)家和工程師提供新的設(shè)計(jì)思想,解決機(jī)械技術(shù)上的很多難題——比如,如何更好地設(shè)計(jì)微型飛行器,讓它們能夠像蚊子一樣,在雨中輕盈地翱翔。
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