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¿Por qué no puedo bofetada de un insecto en estado de inconsciencia?

Así es el verano, lo que significa que tengo que lidiar con los insectos. Hoy en día uno ha hecho en mi habitación y mientras yo trataba de trabajar este insecto estaba constantemente en mi cara, que me causó agitando mis manos en el aire. Ahora que te he golpeado 3 veces, pero volvía. Entonces me preguntaba, ¿por qué no insectos realmente la mente cuando usted básicamente la palmada con una mano? Que no se caigan al suelo, seguramente no morir y ellos parecen no herido de alguna manera. Si un gigante como mucho más grande que yo que estoy en comparación con un insecto solo la bofetada que me, me imagino yo al menos eran gravemente heridos.

Es una mano humana - no el uso de una pared u otra mano, etc. a la masa - realmente demasiado lento para un insecto que causa daño? O ¿los insectos "piel", que está hecho de quitina, acaba de dar a los insectos de este súper poder?

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BoltBait Puntos 8044
  1. La masa y la fuerza de un material no escala igualmente con el tamaño. Esto es bien conocido, así que sólo voy a ilustrar con algunos ejemplos.

    Imagina un pequeño cilindro de arcilla 1/2 pulgada alrededor y 2 pulgadas de alto, sentado en su escritorio. Puede sentarse allí un rato con poca deformación. Ahora imagina un cilindro del mismo material de 10 pies de diámetro y 40 metros de altura. Sería de depresión significativamente de inmediato.

    Mira el espesor de los animales piernas por encima del tamaño del animal. La evolución ha recortado el exceso de material de hace mucho tiempo. Nota cuánto más elefantes de patas son en relación con el tamaño total de los de un perro o una hormiga.

  2. Los efectos del aire de la viscosidad son mucho mayores en el pequeño tamaño de un insecto que a nuestra escala humana experiencia. El aire empujado en frente de su mano empuje a los insectos antes de que realmente llegue a tu mano.
  3. Usted puede aturdir a los insectos por golpear a ellos, aunque por lo general toma algo un poco más rápido y más rígida que la mano de algo tan pequeño como una mosca. He encontrado la mejor manera de cazar flys en un apartamento en la universidad fue a golpear en el aire con una gran espátula de metal. Esto sería un golpe a la tierra donde se ponía por un 10-20 segundos, a continuación, zumbido en como que nada ha pasado. Que le da un montón de tiempo para el envío de ellos. El largo mango de la espátula me permitió moverse más rápido de lo que yo podía mover mi mano.

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user26062 Puntos 13

Bien, así que sólo hice el cálculo de la aceleración de la $a$ de la cachetada de insectos. La respuesta de John Rennie, que afirma que la aceleración es constante, es incorrecto. Acabo de utilizar la energía y el impulso de la conservación y calcula la elástica e inelástica caso (suponiendo que la fricción es despreciable) para obtener un límite superior y el límite inferior para la aceleración de los insectos.

Deje $M$ ser la masa de la mano con la que golpeas a un insecto, $m$ de la masa de los insectos, $V$ la velocidad de su mano justo cuando se pone en contacto con el insecto, $v$ la velocidad de la cachetada de insectos y, finalmente, $\tilde{v}$ la velocidad de la mano después de la bofetada.

Elástico caso:

Conservación del momento: $$MV=mv+M\tilde{v}$$

La conservación de la energía cinética:

$$\frac{MV^2}{2}=\frac{mv^2}{2}+\frac{M\tilde{v}^2}{2} $$ Ahora quiero resolver para el insecto de velocidad de la $v$: $$MV^2=mv^2+\frac{(MV-mv)^2}{M}\\ M^2V^2=Mmv^2+M^2V^2-2MVmv+m^2v^2\\ v^2-\frac{2MmV}{Mm+m^2}v=0 $$ La solución de esta ecuación de segundo grado (la elección de la física de solución significativa) nos deja con $$v=\frac{2MmV}{Mm+m^2}=\frac{2MV}{M+m}=\frac{2}{1+m/M} $$

El inelástica caso es mucho más fácil de calcular, ya que el insecto y la mano sería pegadas como un objeto con masa de $M+m$ y la velocidad de $v$, por lo que se puede resolver para $v$ utilizando sólo

Conservación del momento: $$MV=(m+M)v$$ $$\Rightarrow v=\frac{V}{1+m/M}$$

Ahora la aceleración de $a$ de los insectos es la velocidad de la $v$ dividido por el tiempo de $t$, que es el tiempo típico de principio a fin de la colisión. Por lo que la aceleración está en el medio $$\frac{V}{t}\frac{1}{1+m/M} < un < \frac{V}{t}\frac{2}{1+m/M} $$ Aviso que este no es igual a la aceleración de la mano justo antes de que usted tome la de los insectos, que se acaba de $V/\tau$ donde $\tau$ es el tiempo que se tomó para el viento para la bofetada (que puede ser "nada", al menos eso ciertamente no tiene que ser simplemente el valor que haría las aceleraciones iguales - no hay ley de la demanda). De modo que la aceleración de los insectos (o cualquier otra cosa que consiguió golpe para el caso) depende principalmente del tiempo de $t$, pero también en la masa de un objeto que recibió una bofetada. Considere los dos casos en los que la masa de la exitosa cosa $m$ es igual a la masa de la (su) mano de $M$ (1) y el caso en que $m<<M$, igual que lo sería si m es realmente la masa de un pequeño insecto (2):

Caso (1): $$\frac{1}{2}\frac{V}{t} < un < \frac{V}{t} $$

Caso (2): $$\frac{V}{t} < a < 2\frac{V}{t} $$

Un amigo mío ha sugerido, que una medida de cuánto le duele el insecto podría ser la presión (fuerza dividida por el área) $F/A$ cree que cuando usted golpea el cuerpo. (Saltando sobre alguien en tacones duele más que si este sádico había llevado chanclas). Así que acaba de ser $m a/A$ donde $A$ es la superficie en la que golpeó a los insectos.

Ahora aquí viene la iluminación de la parte: La fuerza (o la presión) en el golpe objeto es más grande si el objeto tiene una masa menor, aunque no cambia drásticamente y se pueden utilizar en la mayoría toma el valor presentado en el caso 2. Y el de la creación de la aceleración en el hit cosa es aproximadamente dos veces más grande que cuando usted golpea un insecto (con masa $m<<M$) que en el caso de una bofetada algo que se tiene acerca de la masa de su mano.

Pero lo que es cierto, es que si luego mirar a la fuerza (multiplicando la fórmula general para $a$$m$), la fuerza de voluntad realmente dependen en gran medida de $m$ (pero no sólo proporcional) y por lo tanto, de hecho, ser muy pequeño si usted da una palmada a un insecto (aunque, una vez más, la aceleración no es simplemente conservadas).

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