02.05.2013

Блоха, увеличенная до размеров человека, сможет перепрыгнуть небоскрёб? Физика утверждает, что нет

Казалось бы, страшно представить, что будет, если насекомые вырастут до размеров людей. Очень популярны идеи о том, что блоха размером с человека перепрыгнет стадион, а муравей поднимет грузовик. Многие явления на первый взгляд кажутся очевидными, но довольно освежить в памяти школьную физику, чтобы понять, что это не так.

В реальной жизни насекомых увеличить невозможно. Но все знакомы с радиоуправляемыми моделями самолётов и вертолётов. Дешёвый игрушечный самолётик, сделанный из хрупкого пластика, может падать сколько угодно без каких-либо последствий. А что происходит с авиалайнером, сконструированным из высокопрочных материалов, при неудачной посадке, нам хорошо известно.

Вспомним школьную физику. Площадь — это длина в квадрате, объём — в кубе. Увеличим предмет в 2 раза, площадь возрастёт в 4 раза, объём — в 8 раз, и масса тоже увеличится в 8 раз. Прочность пропорциональна площади сечения тела, сила — площади сечения мышц.

Представим себе радиоуправляемую модель самолёта. Увеличим 10-сантиметровую игрушку в 500 раз, до размеров дальнемагистрального Боинга. Самолёт станет прочнее в 250 тысяч раз и тяжелее в 125 млн раз. Но чудеса инженерной мысли, высокопрочные материалы и огромные затраты дают возможность авиалайнерам летать и не рассыпаться на части.

Теперь посмотрим, на что способна увеличенная блоха. Возьмём довольно крупную особь длиной 5 мм и весом 30 мг, которая прыгает на высоту 30 см. Чтобы блоха была размером с человека, нужно увеличить её в 400 раз. Вес увеличится в 64 млн раз, то есть будет порядка 2 т, а сила возрастёт в 160 000 раз, следовательно блоха сможет прыгнуть лишь на высоту, в 400 раз меньшую по отношению к её размерам, то есть на всё те же 30 см.

А что сможет муравей с теми же размерами и весом, если его увеличить до наших размеров? Допустим, что он способен тащить соломинку массой 300 мг, то есть в 10 раз больше его собственной массы. Увеличим его в 400 раз, и он станет сильнее в 160 тысяч раз и сможет волочить 48-килограммовое бревно. Очевидно, что человек может и больше. А муравей, скорее только, и усами не будет способен пошевелить.

Эволюция за миллионы лет создаёт всё более совершенные живые организмы, и неудивительно, что именно млекопитающие, занимающую на сегодняшний день высшую ступень развития, лидируют по своим физическим возможностям.

Источники:

1. svodka.net