雨滴比蚊子大而重,但蚊子為什麼不會被雨滴砸死?

雨滴砸在蚊子身上,就像汽車砸在人身上,為什麼蚊子不會被砸死?

雨滴比蚊子大而重,但蚊子為什麼不會被雨滴砸死?

  • 一滴雨珠的重量可以達到蚊子體重的50倍之多,在蚊子眼中,我們口中的“毛毛雨”,不下於一輛輛甲殼蟲汽車從天而降!可惜的是,在如此漫天高速飛落的“甲殼蟲汽車”雨中,蚊子依然能夠嗡嗡作響而毫髮無損。是什麼賦予了它們如此神通?
  • 為了破解這一謎題,美國佐治亞理工學院的胡立德教授與美國疾病控制中心合作,對雨中飛舞的蚊子進行了高速攝像,以便仔細觀察蚊子被雨滴擊中瞬間的行為。
  • 2015年菠蘿物理獎頒給了美國佐治亞理工學院胡立德教授的研究組,以表彰他們發現了蚊子不會被雨滴砸死的訣竅。為什麼這樣的研究都可以發表?它又是憑什麼能獲得菠蘿科學獎呢?雨滴比蚊子大而重,但蚊子為什麼不會被雨滴砸死?
  • 這可不是一件容易的事情:首先,要從幾米高的距離外讓雨滴開始加速並準確“擊中”蚊子簡直是不可能的任務,“守株待兔”等蚊子被“人工降雨”自然擊中的概率也微乎其微。研究員們於是採用了“水槍打蚊群”的策略,將數以百計的蚊子裝入一個細高的透明容器中,從容器頂端用高速噴頭向蚊群發射與自然界中雨滴速度相仿(大約每秒9米 )的“模擬雨滴”,以增加蚊子被“雨滴”擊中的概率。
  • 同時,由於蚊子與雨滴在瞬息之間便擦身而過,如何讓實驗設備自動而準確地捕捉這一時刻成了另一個亟需解決的問題。研究員們想出的辦法是,在蚊子飛行高度的上方設置一道“激光封鎖線”,雨滴穿過激光線時,便觸發高速相機開始以每秒4000幀的速度拍攝,詳細記錄蚊子與雨滴相互作用中的每一個動作。雨滴比蚊子大而重,但蚊子為什麼不會被雨滴砸死?
  • 通過拍攝下的高速視頻,胡立德教授與他的研究小組分析並歸納了雨滴擊中蚊子不同部位的各種情況,計算出了蚊子在遭遇雨滴的瞬間所受的作用力,以及其後隨雨滴向下移動的距離。他們發現,蚊子不像我們可能推測的那樣能夠躲避雨滴,但被雨滴擊中的蚊子也不會受到衝擊帶來的傷害。蚊子的秘訣,就在於它們體重極輕。
  • 研究小組拍攝的高速視頻顯示,蚊子被雨滴擊中時並不抵擋雨滴,而是與雨滴融為一體,順應雨滴的趨勢落下。當雨滴擊中蚊子翅膀或腿部時,蚊子會向擊中的那一側傾斜,並通過高達50度的高難度“側身翻滾動作”讓雨滴從身側滑落。而當雨滴直接擊中蚊子身體時,蚊子先順應雨水強大的推力與之一同下落,隨之迅速側向微調與雨滴分離並恢復飛行。


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