为什么跳蚤有很好的弹跳力最有效训练法?

为什么猫每天吃吃睡睡身上肉肉的手感超好还弹跳力那么强身体很好的样子? - 知乎7被浏览<strong class="NumberBoard-itemValue" title="分享邀请回答29添加评论分享收藏感谢收起31 条评论分享收藏感谢收起写回答奥运前夕——揭开跳蚤神奇弹跳力之谜
人们一直都认为,跳蚤是动物界的跳高冠军,其弹跳力是其他动物难以相比的!
但有一件事经常引起我的注意,那就是越小的动物,跳高跳远的能力好像越强,但这些动物跳起的高度数值却不是很高,而且自然界中大多数的动物跳起的高度实际上没有很大的悬殊。这经常引起我的思考,有一次我尝试用物理和数学的知识对跳蚤的弹跳力进行论证和计算的时候,竟然揭开了跳蚤欺骗了我们几千年的弹跳力之谜!
我们可以用物理学做功的原理对跳蚤的跳高过程进行这样的计算:我们可以先假定一个肌肉弹跳力系数,其实就是肌肉收缩时单位面积肌肉产生多大收缩力的系数,我们可以假定这个系数为:ρ.还要设定跳蚤的腿部肌肉的横截面积为S,还有腿部肌肉的运动距离为N,这样,跳蚤弹跳一次所做的功就是G=ρ*S*N*2
ρ*S计算出跳蚤弹跳时的力,力乘以做功距离N就是一条腿在弹跳时做的功,最后乘以2就是2条腿的,也就是弹跳一次所做的总功。
跳蚤腿部弹跳这一次做的总功转化的结果就是让跳蚤跳起来。也就是说,跳蚤从地面跳到它跳的最高高度需要的功就是跳蚤双腿弹跳所做的功。如果我们假设跳蚤的重量是Mg,跳起的高度是h,那么跳起来所做的功就是:G=Mgh
因为跳蚤弹跳时腿部做的功和跳起身体所需要的功相等(不考虑空气阻力等因素),所以,ρ*S*N*2=&Mgh
推出:ρ*S*N*2/Mg=h
如果到这里你能看明白,那接下来的事情就很简单了。
我们可以假设这个跳蚤的身高是原来的10倍,看看能跳起几个h的高度。
身高增长10倍,那么肌肉的横截面积就增加100倍,肌肉做功距离增加10倍。由于身体的长宽高都要增加10倍,所以,它的体积增加1000倍,体重也就增加1000倍。在肌肉弹跳力系数ρ不变的情况下。那么计算这个比普通跳蚤大10倍的跳蚤能跳起的高度计算为:ρ*100S*10N*2/1000Mg
化简后得:ρ*S*N*2/Mg
因为我们计算普通跳蚤的弹跳高度是:ρ*S*N*2/Mg=h
所以,这个比普通跳蚤大10倍的跳蚤跳起的高度还是h.&即:跳蚤的身高增加而跳起的高度却没有增加。
同理,如果是一个比普通跳蚤身高大100倍的跳蚤,(身高增长100倍,那么肌肉的横截面积就增加10000倍,做功距离增加100倍。由于身体的长宽高都要增加100倍,所以,它的体积增加1000000倍,体重增加1000000倍。)跳起的高度就可以计算为:ρ*1N*2/1000000Mg=ρ*S*N*2/Mg=h,
从计算得知,比普通跳蚤大100倍的“大跳蚤”跳起的高度还是1个h的高度,即:跳蚤的身高增加而跳起的高度却没有增加。
如果是和人差不多大的跳蚤呢?我们可以假定它的身高是普通跳蚤的1000倍,那么身高增长1000倍,那么肌肉的横截面积就增加1000000倍,做功距离增加1000倍。跟前面同理,体重增加倍,跳起的高度就可以计算为:ρ*00N*2/Mg=ρ*S*N*2/Mg=h
由上面的计算得知,只要跳蚤的肌肉弹跳力系数不变,不管跳蚤大还是小,在不考虑空气阻力的情况下,它跳起的高度都是h,也就是说,基本没有大的变化,如果h是30厘米的话,那跟人一样大小的跳蚤也只能跳30厘米,跟人的弹跳力差不多,实在不能说跳蚤有惊人的弹跳力。
如果我们来计算人的弹跳力,同样用上面的公式,也可以得出这样的结论:如果一个人能跳起60厘米的话,那么这个人身高缩小1000倍,变成一个和跳蚤差不多的小人的时候,在不考虑空气阻力的情况下,也可以计算出他跳起的高度也是60厘米。所以,人的弹跳力并不比跳蚤差多少!
对于上面的计算,看起来比较抽象,很多人会觉得难以理解,现在就从实际的感觉来理解上面的问题:
通常情况下,我们身体没有负重的时候,我们蹲下站起来,会觉得比较轻松,如果我们背上一个和自己差不多的人或重物,站起来会很吃力,如果背我们自身体重2倍的重物,可能很多人要站不起来,也就是说,一般人腿部产生的力量一般是人自身重量的2-3倍,能跳起的高度大约是30-100厘米。现在我们假想一个人在肌肉弹跳力不变的情况下,身体的长宽高都缩小到原来的1/10,那么他的腿的肌肉横截面积就会缩小到原来的1/100,他能产生的力量也是原来的1/100,但他的体重会缩小到原来的1/1000,力量缩小100倍,而体重缩小1000倍,很明显,现在他的腿能产生的力量与他的体重相比增加了10倍,也就是他的腿能产生的力量是他体重的20-30倍,腿部力量与体重如此大的悬殊,就使这么大的“人”很容易跳起自身高度的2-4倍,而我们在自然界所看到的青蛙一类的动物大约就是这么个情况。
同样,在人的身高缩小100倍的时候,腿部肌肉的横截面积就会缩小10000倍,也就是腿部力量缩小10000倍,但身体体积会缩小1000000倍,重量也缩小1000000倍,腿部力量与身体重量的对比反而增加100倍,也就是说腿部能产生的力量是体重的200-300倍,这样的力量对比就使得这么大的“人”或动物很容易跳起自身高度的几十倍,这么大的动物我们常见的大约是蟋蟀一类的昆虫,多数普遍能跳起自身高度的20-40倍。
现在我们把人缩小1000倍来看,那就和跳蚤差不多了,由于腿部肌肉的横截面积就会缩小1000000倍,也就是腿部力量缩小1000000倍,但身体体积会缩小倍,重量也缩小倍,腿部力量与身体重量的对比反而增加1000倍,也就是说腿部能产生的力量是体重的倍,这样的力量对比就使得这么大的“人”或动物很容易跳起自身高度的几百倍,这么大的动物我们常见的就是跳蚤了,但我也曾经看到像跳蚤那么大的小昆虫能跳10-30厘米那么高,但这么大的动物能跳的基本很少见,所以,让跳蚤“骗得”了跳高冠军的金牌也是很正常的。还有,昆虫类的动物普遍能搬动比自己身体大几十几百倍的重物,常常让人类觉得不可思议,其实也是这个道理!
至此,跳蚤神奇弹跳力之谜已经彻底揭开,虽然这个谜底是如此的简单,但一直以来,我从来没有看见有人用和我类似的方法来论证而否定跳蚤超强弹跳力的文章,在网上也没有搜到这样的文章,所以,我觉得有可能我是第一个揭开跳蚤神奇弹跳力的人,所以,对我这篇文章的版权要求保护,希望转载的网友能注明原文的出处。谢谢大家!
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青岛开发区:薛太祥&
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单项选择题跳蚤跳跃的高度非常高,比自己身长的一百倍还多,这是因为()。
A、跳蚤吃的多
B、肌肉有力,而且连在外骨骼上
C、经常玩蹦床练出来的
D、受到惊吓
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跳蚤为属于蚤目(Siphonaptera)的完全变态类。俗称革子,跳蚤是小型、无翅、善跳跃的寄生性昆虫,成虫通常生活在哺乳类动物身上,少数在鸟类。触角粗短。口器锐利,用于吸吮。腹部宽大,有9节。后腿发达、粗壮。蛹被茧所包住。成虫体型微小或小型,无翅,体坚硬侧扁,外寄生于哺乳类和鸟类体上,具刺吸式口器,雌雄均吸血;幼虫无足呈圆柱形,营自由生活,具咀嚼式口器,以成虫血便或有机物质为食。这是因为它们发达、强健的后足。跳蚤后足的长度比它的整个身子还长,肌肉非常发达,其中还含有一种专管跳跃的蛋白质,这种蛋白质可以促使跳蚤后腿上的肌肉强有力地收缩。当跳蚤跳跃前,后足紧绷,蛋白质收紧,当其在跳跃时便释放出巨大的爆发力,将其弹射出去。此外,跳蚤的前足和中足也可以后蹲,用来协调整个身子的灵活性,这就更增强了它的跳跃能力。 骨骼结构特殊 科学家发现,跳蚤的“骨骼”异乎寻常。它的骨架是由柔软无色的几丁质组成的,外面包有一层褐色的膜。它的全身有19个可以自由活动的环节,头部6个,胸部3个,腹部10个。跳蚤的外廓呈弓形,它的身体特别扁,侧面抵抗很大,因此用手指很难把它掐死。 血管身体合而为一,跳蚤在起跳时,仿如离膛的子弹,嗖的一下就失踪了。即使用最高速的现代电影摄影机,也只能拍出跳跃时它那模糊的身影。飞机要是以这么快的速度飞行,飞行员的大脑血管就会爆裂。跳蚤偏偏没有血管,或者说它的整个身体就像一根血管。跳蚤的体内充满了血液,这是一种含有氨基酸、蛋白质、脂肪和无机盐的营养液,它的体内器官就浸在这种营养液中。因而,有人就把跳蚤说成“一个跳动的水滴”。
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跳蚤的生活史为完全变态性,分为卵、幼虫、蛹茧及成虫四期,只有成虫才营寄生生活。跳蚤与宿主:跳蚤为动物或人的体外寄生虫,最大量最普温的宿主是啮齿动物,狗、猫或人也为某种跳蚤的主要宿主。雌雄成虫均须吸血,雌蚤不吸血就不能产卵。在自然条件下,开皇客蚤每天至少吸血2-3次。各种蚤类对宿主的选择性和吸血的特异性并不那么严格,一些蚤的宿主此较广泛(如开皇客蚤),因此可经常更换宿主。通过啮齿动物串洞、群居、猎食和季节性迁移而播散。跳蚤还有主动离开原宿主寻找新宿主的习性,加上其善跳(最高19.7厘米,最远33厘米),在鼠简鼠疫流行引起大量疫鼠死亡时,就主动地寻找新宿主并危害人类。跳蚤还能经常随着鼠类的活动而到处播散,也可通过货物行李的运输由一地到另一地。现在在天上飞的都是身轻的动物,跑的快,跳的高的也是较小的动物,跳蚤很小,后腿也较长、腿部的肌肉也较为强壮,这样在跳的时候,后腿就好比一个推动器,让身体向前推进,自身优势。如果按身形比例与其他动物平均的话,跳蚤将是世界上跳得最高的动物。
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蚤的栖息场所取决于宿主的习性和外界因素的影响。如寄生于鼠体的开皇客蚤,其幼虫多孽生于鼠巢内,而人蚤之幼虫多孽生于床板、寝具、墙脚和畜篙内。成虫的栖息习性,不同的蚤种是不一样的,常见有毛蚤型和巢蚤型,毛蚤型多栖生于宿主毛丛中,吸血较频繁而耐饥力较差,对温度要求较高,如开皇客蚤、狗蚤、猫蚤即属此型;集蚤型多寄生于宿主巢穴内,吸血次数救少而耐饥力较强,对温度要求较低,在巢穴内往往有大量的蚤,大部分野鼠寄生蚤都属此型。当跳蚤咬住皮肤吸血时,会排出黑黑的粒便,像灰尘一样,常被误以为是跳蚤卵。翻开毛,有时找不到跳蚤,只见一堆堆的“黑砂子”,这些“黑砂子”,碰到水就溶解变成血色,可以很容易区别这是跳蚤的排便而不是尘土。 跳蚤的成虫可以12个月不吃任何东西,一有机会便经由吸血来获得养分。由于跳蚤无特定之宿主,在各种有毛的动物身上均可寄生,甚至包括有毛的没有生命的物品(如地毯)。所以,只控制宠物身上的跳蚤并无法杜绝跳蚤。母蚤会在吸血后才排卵在宿主(动物)身上,卵为呈白色如盐粒大小,无黏性故很容易掉落,在被产下之后的2天至2周内都有可能孵出幼虫,其幼虫呈白色或乳白色;他们通常会藏在地板缝,地毯下,宠物床,幼虫只吃一点东西,如成虫的粪便或环境中的有机物碎屑(人或动物的皮屑、食物残渣等),然后他们将化成茧。之后,跳蚤可依环境之状况不同,于7天至几个月内化成跳蚤成虫。宠物身上的跳蚤比较多时,其卵和黑色的跳蚤粪可以一起被发现,如发现红色污点则为其粪沾湿后所形成。跳蚤即可能在动物的被毛下产卵,也会在布料、地毯上产卵。在动物体外的跳蚤没血吸就会饿死,但虫卵有卵壳保护则可以过冬。春暖花开时分孵化出来,又回到动物身上寄生。所以家里有猫狗等宠物时,最好不要用地毯,地毯藏污纳垢,也是跳蚤的温床。此外,户外草地上,也是跳蚤产卵的温床,因为狗猫都会在草地上活动。跳蚤是通过热源来寻找“猎物”的。刚从茧里出来的幼虫急于吸血,通过辨别动物身体所释放的热量的方向找到寄主的位置后就会使劲跳过去。跳蚤是昆虫世界的跳跃冠军。跳蚤跳高的世界记录是22厘米,跳远是33厘米,这一跳就是自己身长的百倍,真是惊人。这是因为跳蚤的后足非常发达,足的长度比整个身子长,又特别粗壮。跳跃前,肌肉发达的腔节紧靠腿节,然后用力收缩强大的胫节提肌,缩得越紧,伸展开来的力量就越强,跳得也就越高。就像挥拳击打的原理一样,先将手臂收缩曲起,然后再击出去会加大力量。跳蚤的跳跃与其他善跳昆虫相比,还有一个不同点:它的中足和前足也可后蹲,用来协调整个身子的跳跃动作,这样,就更增强了它跳跃的力量。
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是真的吗|跳蚤弹跳力是世界第一吗?
来源:汽笛声原创
组织:科萌萌
是真的吗,每期分享一个小知识,可不要被骗了!&内容编辑:科萌萌图片来源:Google 百度图库图片设计:科萌萌
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