كيف يستطيع النمل حمل ضعف جسمه وزنا؟

[Mary Naeem]

كيف يستطيع النمل حمل ضعف جسمه وزنا؟





تكمن الإجابة عن سبب قوة النمل أو أي حشرة في هذا الشأن في حجمه الصغير، إنها فيزياء واضحة وبسيطة، ولفهم فيزياء قوة الجسم، ولفهم القوة الجسدية الهائلة التي يمتلكها النمل عليك أولا أن تفهم بعض المبادئ الفيزيائية الأساسية لكيفية ارتباط الحجم والكتلة والقوة:

* تتناسب قوة العضلة لدى النمل والحشرات الأخرى مع مساحة سطح المقطع العرضي لها.
* وبالتالي، فإن مساحة السطح هي قياس ثنائي الأبعاد، ويتم قياسها وفقا لمربع طولها.
* من ناحية أخرى، يتم تحديد حجم النمل أو الحشرات الأخرى وكتلتها بالحجم، والحجم هو قياس ثلاثي الأبعاد ويتم حسابه بضرب ثلاثة أبعاد.

المفتاح هنا هو إدراك أن وزن النمل مرتبط بحجمه، وهو قياس ثلاثي الأبعاد يتم التوصل إليه عن طريق حساب قياس مكعب، ولكن قوة العضلات من ناحية أخرى هي قياس ثنائي الأبعاد، ويتم التوصل إليه بضرب رقمين فقط، وهو الطول في العرض، والتناقض هنا هو ما يخلق الإختلاف في القوة النسبية بين الحيوانات الكبيرة والصغيرة.

في الحيوانات الأكبر حجما، يعني الحجم والكتلة الأكبر بكثير أن قوة العضلات يجب أن تكون أكبر بكثير للحفاظ على نفس المستوى من القوة بالنسبة لوزن الجسم، وفي الحيوانات الأكبر حجما، تتحمل العضلات أيضا العبء الإضافي المتمثل في تحريك حجم وكتلة الجسم الأكبر جنبا إلى جنب مع أي شيء يتم رفعه، ويتمتع النمل الصغير أو غيره من الحشرات بميزة القوة بسبب النسبة الأكبر من مساحة السطح إلى الحجم والكتلة، وتمتلك عضلات النمل حمولة صغيرة نسبيا مطلوبة لرفع جسمه، مما يترك الكثير من القوة العضلية لتحريك الأشياء الأخرى.

يضاف إلى ذلك حقيقة أن جسم النمل والحشرات الأخرى خفيفة الوزن بطبيعتها بالنسبة لحجمها عند مقارنتها بالحيوانات الأخرى، ومن الناحية الهيكلية، لا يحتوي النمل والحشرات على هياكل عظمية داخلية مثل الحيوانات الفقارية، ولكن بدلا من ذلك، لديه اهيكل خارجي صلب، وبدون وزن العظام الداخلية، يمكن أن يشتمل وزن الحشرة على قدر أكبر من العضلات.