賈永欣:動物走路時怎樣讓身體保持平衡
- 作者:
- 安徽新天源建設(shè)咨詢有限公司
- 最后修訂:
- 2020-11-03 10:35:01
摘要:
為什么雞走路的時候頭一伸一縮,而鴨或鵝走路的時候卻不是這樣的呢?為了解決這個問題,我們先做兩件事情,第一,我們先來仔細(xì)觀察動物走路時的足跡,我們會發(fā)現(xiàn),大多動物走路時,總是要傾向于盡量將兩足或者四足走成一條直線,這樣,根據(jù)運(yùn)動力學(xué),行走的過程中總要產(chǎn)生兩種慣量,一種是向前方向的基本運(yùn)動慣性,這種慣性會隨著力的傳遞和兩腳步伐的規(guī)律而形成前后擺動。另一種是因?yàn)橛昧r用力方向的內(nèi)傾斜,而一定要形成的扭量性、轉(zhuǎn)動性角動量,并且。這種角動量同時符合邁右腳時的右手標(biāo)旋轉(zhuǎn)規(guī)則,邁左腳時的左手標(biāo)旋轉(zhuǎn)規(guī)則,這種扭轉(zhuǎn)角動量的結(jié)果是形成運(yùn)動時的左右擺動,其擺動的幅度與走路過程中所產(chǎn)生的角動量大小有關(guān),大則擺幅大,小則擺幅小,其公式符合:即L=r×p。現(xiàn)在知道了走路時的力學(xué),第二步,我們再來分析雞和鴨的構(gòu)造與走路力學(xué)的關(guān)系。我們現(xiàn)在將雞和鴨子的毛全部拔光,我們會發(fā)現(xiàn),雞的屁股到大腿之間的距離可以是非常短的,并且雞的屁股非常小,而鴨的屁股到大腿之間的距離則要長的多,且鴨的屁股很肥大,這樣,如果分別以雞或者鴨的兩腳為著力點(diǎn),支點(diǎn)的話,根據(jù)L=r×p,由于雞的屁股部分很小,腿到屁股之間的距離相對很更小,且雞在走路過程中,由于雞腿很長。使雞可以近乎直立性行走,這會使雞的r和p都產(chǎn)生新的夾角,使r和p上下偏轉(zhuǎn),所以雞在走路的過程中,產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動角動量可以是非常小的,使雞在走路過程中所形成的左右搖擺力很小,雞就體現(xiàn)不出左右晃動的姿態(tài)。而鴨呢,由于鴨屁股到大腿之間的距離很長,鴨的屁股很肥大,且鴨腿很短,(屁股著地)無法形成r和p的有效轉(zhuǎn)移。這樣,鴨在走路時每邁出一步所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角動量是非常大的,鴨腿后屁股部分所形成的扭轉(zhuǎn)角動量,總又要牽動鴨腳前部分的身體同時擺動,這樣,鴨走路時總是呈左右搖擺狀。(但鴨脖可以盡量呈S形疊縮,且鴨頭可以相對前點(diǎn)一線,所以鴨眼部分?jǐn)[動的幅度看似不大而以保持視覺觀察)。
既然雞很難呈現(xiàn)出擺動狀,那么雞為什么走路的時候頭一伸一縮狀呢?我們可以發(fā)現(xiàn),雞的全身肌肉在舒張的情況下,雞的爪每邁出一步,其身體總會將這種前進(jìn)的動量呈波狀的,由爪部分依次性的傳遞給頭部,而最后得到動量的頭部,總會在動量沖量的慣性狀態(tài)的下,向前方向再探出一部分,而后,這探出的一部分又會在彈性收縮力的作用下,自然被收縮,縮回,當(dāng)這種過程被重復(fù)的時候,這就形成了雞在走路時頭的一伸一縮的狀態(tài)。這實(shí)際上也是形成一種擺的平衡狀態(tài)。整合上述,也可以說明,鴨在走路的過程中,是將多數(shù)的慣量都轉(zhuǎn)換成了扭轉(zhuǎn)角動量的擺動而平衡。而雞在走路的過程中,將多數(shù)的慣量都轉(zhuǎn)換成了頭的伸縮性前后擺動,而近乎前后擺性的平衡能。這這兩種不同的姿態(tài)情況,是由于雞鴨身體的構(gòu)造不同,而產(chǎn)生的消耗兩種不同運(yùn)動慣量,以達(dá)到身體平衡的,不同的力學(xué)轉(zhuǎn)換方法引起的。這就是雞和鴨走路時,體態(tài)表現(xiàn)很不相同的基本原因!由于這些原因的不同,我們也會發(fā)現(xiàn),
1、雞在快跑而摔倒的時候,總是前頭下、脖子處先著地,而鴨在快跑而摔倒的時候,總是脖根處。前翅膀部分先著地,。這由慣性動量的消耗轉(zhuǎn)換機(jī)制不同引起的。
2、雞的尾巴一般上下翹期起且很大,這種狀態(tài)正好可以平衡雞頭和脖子部分前后擺的慣性。而使雞在走路時盡力穩(wěn)定。而鴨的尾巴一般左右呈平行平鋪狀擺開,這種狀態(tài)正好可以平衡鴨在左右擺動過程中產(chǎn)生的慣性。而使鴨在走路時盡力穩(wěn)定。
如何很好的處理走路時所要產(chǎn)生的兩種慣量,是每一個動物都必須面對的問題,我們?nèi)祟愂怯脙杀鄣臄[動來平衡,貓科動物等是用長長的尾巴來平衡,牛類等還可以用膨脹巨大的肚子來平衡。(很瘦的牛走路是很不平穩(wěn)的,總會側(cè)摔)等等,真是無奇不有,無法不通。非常有趣!
大自然奧妙無窮,每一個細(xì)小的差別中,都可能隱含著重要的機(jī)理,我們仔細(xì)的觀察大自然,深刻的思考大自然,尋找其相同和不同,深究他們的變化機(jī)理,這可以是我們探索大自然,認(rèn)識大自然,讓大自然造福人類的重要途徑和方法。大自然永遠(yuǎn)使我們最可靠的老師!