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贾永欣:动物走路时怎样让身体保持平衡

作者:
安徽新天源建设咨询有限公司
最后修订:
2020-11-03 10:35:01

摘要:

为什么鸡走路的时候头一伸一缩,而鸭或鹅走路的时候却不是这样的呢?为了解决这个问题,我们先做两件事情,第一,我们先来仔细观察动物走路时的足迹,我们会发现,大多动物走路时,总是要倾向于尽量将两足或者四足走成一条直线,这样,根据运动力学,行走的过程中总要产生两种惯量,一种是向前方向的基本运动惯性,这种惯性会随着力的传递和两脚步伐的规律而形成前后摆动。另一种是因为用力时用力方向的内倾斜,而一定要形成的扭量性、转动性角动量,并且。这种角动量同时符合迈右脚时的右手标旋转规则,迈左脚时的左手标旋转规则,这种扭转角动量的结果是形成运动时的左右摆动,其摆动的幅度与走路过程中所产生的角动量大小有关,大则摆幅大,小则摆幅小,其公式符合:即L=r×p。现在知道了走路时的力学,第二步,我们再来分析鸡和鸭的构造与走路力学的关系。我们现在将鸡和鸭子的毛全部拔光,我们会发现,鸡的屁股到大腿之间的距离可以是非常短的,并且鸡的屁股非常小,而鸭的屁股到大腿之间的距离则要长的多,且鸭的屁股很肥大,这样,如果分别以鸡或者鸭的两脚为着力点,支点的话,根据L=r×p,由于鸡的屁股部分很小,腿到屁股之间的距离相对很更小,且鸡在走路过程中,由于鸡腿很长。使鸡可以近乎直立性行走,这会使鸡的r和p都产生新的夹角,使r和p上下偏转,所以鸡在走路的过程中,产生的转动角动量可以是非常小的,使鸡在走路过程中所形成的左右摇摆力很小,鸡就体现不出左右晃动的姿态。而鸭呢,由于鸭屁股到大腿之间的距离很长,鸭的屁股很肥大,且鸭腿很短,(屁股着地)无法形成r和p的有效转移。这样,鸭在走路时每迈出一步所产生的扭转角动量是非常大的,鸭腿后屁股部分所形成的扭转角动量,总又要牵动鸭脚前部分的身体同时摆动,这样,鸭走路时总是呈左右摇摆状。(但鸭脖可以尽量呈S形叠缩,且鸭头可以相对前点一线,所以鸭眼部分摆动的幅度看似不大而以保持视觉观察)。

既然鸡很难呈现出摆动状,那么鸡为什么走路的时候头一伸一缩状呢?我们可以发现,鸡的全身肌肉在舒张的情况下,鸡的爪每迈出一步,其身体总会将这种前进的动量呈波状的,由爪部分依次性的传递给头部,而最后得到动量的头部,总会在动量冲量的惯性状态的下,向前方向再探出一部分,而后,这探出的一部分又会在弹性收缩力的作用下,自然被收缩,缩回,当这种过程被重复的时候,这就形成了鸡在走路时头的一伸一缩的状态。这实际上也是形成一种摆的平衡状态。整合上述,也可以说明,鸭在走路的过程中,是将多数的惯量都转换成了扭转角动量的摆动而平衡。而鸡在走路的过程中,将多数的惯量都转换成了头的伸缩性前后摆动,而近乎前后摆性的平衡能。这这两种不同的姿态情况,是由于鸡鸭身体的构造不同,而产生的消耗两种不同运动惯量,以达到身体平衡的,不同的力学转换方法引起的。这就是鸡和鸭走路时,体态表现很不相同的基本原因!由于这些原因的不同,我们也会发现,

1、鸡在快跑而摔倒的时候,总是前头下、脖子处先着地,而鸭在快跑而摔倒的时候,总是脖根处。前翅膀部分先着地,。这由惯性动量的消耗转换机制不同引起的。

2、鸡的尾巴一般上下翘期起且很大,这种状态正好可以平衡鸡头和脖子部分前后摆的惯性。而使鸡在走路时尽力稳定。而鸭的尾巴一般左右呈平行平铺状摆开,这种状态正好可以平衡鸭在左右摆动过程中产生的惯性。而使鸭在走路时尽力稳定。

如何很好的处理走路时所要产生的两种惯量,是每一个动物都必须面对的问题,我们人类是用两臂的摆动来平衡,猫科动物等是用长长的尾巴来平衡,牛类等还可以用膨胀巨大的肚子来平衡。(很瘦的牛走路是很不平稳的,总会侧摔)等等,真是无奇不有,无法不通。非常有趣!

大自然奥妙无穷,每一个细小的差别中,都可能隐含着重要的机理,我们仔细的观察大自然,深刻的思考大自然,寻找其相同和不同,深究他们的变化机理,这可以是我们探索大自然,认识大自然,让大自然造福人类的重要途径和方法。大自然永远使我们最可靠的老师!


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