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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,我們先來仔細觀察動物走路時的足跡,我們會發現,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,根據運動力學,行走的過程中總要產生兩種慣量,一種是向前方向的基本運動慣性,這種慣性會隨著力的傳遞和兩腳步伐的規律而形成前后擺動。另一種是因為用力時用力方向的內傾斜,而一定要形成的扭量性、轉動性角動量,并且。這種角動量同時符合邁右腳時的右手標旋轉規則,邁左腳時的左手標旋轉規則,這種扭轉角動量的結果是形成運動時的左右擺動,其擺動的幅度與走路過程中所產生的角動量大小有關,大則擺幅大,小則擺幅小,其公式符合:即L=r×p?,F在知道了走路時的力學,第二步,我們再來分析雞和鴨的構造與走路力學的關系。我們現在將雞和鴨子的毛全部拔光,我們會發現,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,支點的話,根據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都產生新的夾角,使r和p上下偏轉,所以雞在走路的過程中,產生的轉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,雞就體現不出左右晃動的姿態。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的有效轉移。這樣,鴨在走路時每邁出一步所產生的扭轉角動量是非常大的,鴨腿后屁股部分所形成的扭轉角動量,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一線,所以鴨眼部分擺動的幅度看似不大而以保持視覺觀察)。

既然雞很難呈現出擺動狀,那么雞為什么走路的時候頭一伸一縮狀呢?我們可以發現,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,當這種過程被重復的時候,這就形成了雞在走路時頭的一伸一縮的狀態。這實際上也是形成一種擺的平衡狀態。整合上述,也可以說明,鴨在走路的過程中,是將多數的慣量都轉換成了扭轉角動量的擺動而平衡。而雞在走路的過程中,將多數的慣量都轉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情況,是由于雞鴨身體的構造不同,而產生的消耗兩種不同運動慣量,以達到身體平衡的,不同的力學轉換方法引起的。這就是雞和鴨走路時,體態表現很不相同的基本原因!由于這些原因的不同,我們也會發現,

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換機制不同引起的。

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定。而鴨的尾巴一般左右呈平行平鋪狀擺開,這種狀態正好可以平衡鴨在左右擺動過程中產生的慣性。而使鴨在走路時盡力穩定。

如何很好的處理走路時所要產生的兩種慣量,是每一個動物都必須面對的問題,我們人類是用兩臂的擺動來平衡,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的,總會側摔)等等,真是無奇不有,無法不通。非常有趣!

大自然奧妙無窮,每一個細小的差別中,都可能隱含著重要的機理,我們仔細的觀察大自然,深刻的思考大自然,尋找其相同和不同,深究他們的變化機理,這可以是我們探索大自然,認識大自然,讓大自然造福人類的重要途徑和方法。大自然永遠使我們最可靠的老師!


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