科学家们解决了蝙蝠倒立着陆的奇怪物理现象18新利最新登入

研究人员使用蝙蝠倒立着陆的慢动作视频来分析这种动作的物理原理。图片来源:Jerry Young/Getty Images;视频:《国家地理》"width=
研究人员使用蝙蝠倒立着陆的慢动作视频来分析这种动作的物理原理。图片来源:Jerry Young/Getty Images;视频:《国家地理》

蝙蝠飞的时候是头朝前,肚子朝下,翅膀向两侧展开,就像你想象的那样。那么,18新利最新登入他们是如何倒立着降落的呢?这种姿势需要马戏团飞行员的空中杂技才能做到。

在我们回答这个问题之前,我们首先需要看看为什么蝙蝠想要倒立着降落?没有其他飞行动物会这样降落。为什么不像鸟类一样,把脚牢牢地放在身体下面?

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简单的答案是,如果蝙蝠是直立的,它们就没有足够的力量起飞。它们的翅膀不能产生足够的升力,而且它们的腿太短,无法在地面上奔跑,从而产生足够的速度,让它们从头在脚上的位置飞到空中。相反,他们爬得很高飞起来.通过倒立降落和栖息,如果有什么东西威胁到它们的睡眠,它们就准备起飞。

这就是为什么。18新利最新登入当它们飞得不是很快,也不能倒挂时,它们是如何进入这个位置的?这都是惯性造成的。惯性涉及牛顿第一运动定律这句话的意思是,一个处于静止状态的物体,除非受到外力的作用,否则它将保持静止状态;一个处于运动状态的物体,除非受到外力的作用,否则将继续沿直线运动。这就是惯性的作用。惯性与物体的质量成正比,质量是物体所含物质的总量。质量越大,惯性越大。

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为了分析蝙蝠的飞行,研究人员绘制了它们的骨骼、关节和翼膜,然后用超慢动作视频跟踪它们的运动。
布朗大学

但这和蝙18新利最新登入蝠有什么关系呢?它们质量不大,体积很小。好吧,事情是这样的:蝙蝠的翅膀相对于它们的身体尺寸有很大的质量。它们的翅膀已经进化到由坚固的骨骼和肌肉组成,因此比大多数飞行动物的翅膀都要重,这意味着它们可能很难离开地面——记住,它们会飞起来。18新利最新登入然而,同样的质量,当受到外力作用时——比如运动时翅膀的微小运动——会使蝙蝠重新定向,使他或她倒立。

布朗大学蝙蝠实验室(或其官方名称为蝙蝠实验室)的研究人员空气力学和进化形态学实验室)最近研究蝙蝠着陆使用摄像机捕捉蝙蝠的运动,发现当它们靠近围栏的天花板时,它们会将一只翅膀拉近身体,同时另一只翅膀仍在全力扇动。这使得蝙蝠可以旋转到正确的位置,脚先着地在天花板上。(想象一只单腿的鸭子在转圈游泳,或者一只划艇在一边划水。)

如果你还没有,看看上面的视频来了解更多。但研究人员称,蝙蝠并不是唯一表现出惯性重定向的动物。

研究报告的作者、首席研究员莎伦·斯沃茨说:“这种机动类似于猫重新调整方向以双脚着地的机制,但也用于许多其他动物。”壁虎用这种方式移动它们的大尾巴,以便在攀爬和扶正时稳定自己;狐猴在大跳跃时使用这种机制。当体操运动员或跳水运动员做空翻或扭转时,或者当花样滑冰运动员通过改变胳膊或腿的位置来改变旋转的速度时,我们人类就会采用这种运动。”

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