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  • 1 # 王小佳的慧慧

    螞蟻可以拖動比自身體重超過50倍重量的物體,如果單純按照絕對比例來看,這就相當於一個體重100千克的人要扛起5噸重的東西,然而實際上我們並沒有按照客觀比例來考慮重力的特性,只是在面積而不是體積上進行的估算,譬如將一個立方體放大一倍,它的實際體積應增加八分之七,而不是我們認為的二分之一,這很容易理解,因為物體是立體的,體積的增加必然大於它某一面的面積。舉個例子:一個邊長2釐米的立方體,體積是2 X 2 X 2=8立方厘米;如果邊長是4釐米,則體積就是4 X 4 X 4=32立方厘米;體積應該放大8倍。 按照這樣的比例,如果按比例把螞蟻的體積放大得跟人一樣大,螞蟻腿的體積增加肯定不如身體的體積增加的絕對重量大,(這是很容易理解的,因為身體的絕對值本來就比腿大。)它的腿就根本不足以支撐身體,恐怕它們連站起來的力氣都沒有了,更稱不上是是世界上最有力量的動物了。按照重力的原理,重量越大就表明它受到的地球引力越大,這就是為什麼跳蚤那樣的小蟲子可以跳得比自身高數百倍的道理,說明越是大的個體,要克服地球引力的力量就需要越大。小小的螞蟻本身的質量(或者說體積和重量)都很小,受到的引力當然也很小,如果體積放大一倍,即使不是立方體,它的體積一定也要增加很多倍,身體受到的壓力勢必也要增加很多倍,而螞蟻的細腿是小型昆蟲對付引力很小狀態下的一種特殊結構,如果隨著身體體積的成倍,成千萬倍的增加,身體的壓力勢必也要成千萬倍的增加,從力學原理看,是不能應付的,這就是為什麼大象、犀牛和河馬要長著粗腿的原因。 所以說,螞蟻能舉起比自己體重重好幾倍的重量還是因為它很小,如果把我們人類按比例縮小到螞蟻那麼大,我們也會是了不起的大力士。 還有一種解釋: 螞蟻為什麼會有比自身大很多倍的力氣? 螞蟻是動物界的小動物,可是它有很大的力氣。如果你稱一下螞蟻的體重和它所搬運物體的重量,你就會感到十分驚訝!它所舉起的重量,竟超過它的體重差不多有100倍。世界上從來沒有一個人能夠舉起超過他本身體重3倍的重量,從這個意義上說,螞蟻的力氣比人的力氣大得多了。 這個大力士的力量是從哪裡來的呢? 看來,這似乎是一個有趣的“謎”。科學家進行了大量實驗研究後,終於揭穿了這個“謎”。原來,螞蟻腳爪裡的肌肉是一個效率非常高的“原動機”,比航空發動機的效率還要高好幾倍,因此能產生相當大的力量。我們知道,任何一臺發動機都需要有一定的燃料,如汽油、柴油、煤油或其他重油。但是,供給“肌肉發動機”的是一種特殊的燃料。這種“燃料”並不燃燒,卻同樣能夠把潛藏的能量釋放出來轉變為機械能。不燃燒也就沒有熱損失,效率自然就大大提高。化學家們已經知道了這種特殊“燃料”的成分,它是一種十分複雜的磷的化合物。 這就是說,在螞蟻的腳爪裡,藏有幾十億臺微妙的小電動機作為動力。 這個發現,激起了科學家們的一個強烈願望——製造類似的“人造肌肉發動機”。 從發展前途來看,如果把螞蟻腳爪那樣有力而靈巧的自動裝置用到技術上,那將會引起技術的根本變革,那時電梯、起重機和其他機器的面貌將煥然一新。 現在我們用的起重機一般也是靠電動機工作的,但是作功的效率比起螞蟻來可差遠了。為什麼呢?因為火力發電要靠燒煤,使水變成蒸汽,蒸汽推動葉輪,帶動發電機發電。這中間經過了將化學能變為熱能,熱能變成機械能,機械能變成電能這麼幾個過程。在這些過程中,燃燒所產生的熱能,有一部分白白地跑掉了,有一部分因為要克服機械轉動所產生的摩擦力而消耗掉了,所以這種發動機效率很低,只有30~40%。而螞蟻“發動機”利用肌肉裡的特殊“燃料”直接變成電能,損耗很少,所以效率很高。 人們從螞蟻“發動機”中得到啟發,製造出了一種將化學能直接變成電能的燃料電池。這種電池利用燃料進行氧化還原反應直接發電。它沒有燃燒過程,所以效率很高,達到70~90%。

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