【企鹅:我代入公式了呀,咋还不会飞?】科学家认为,为了尽量减少飞行所需的能量,动物扇动翅膀的频率应该由翅膀的自然共振频率决定。然而,科学家一直未能找到一种描述动物振翅频率的通用数学模型。
近日,在一项发表于《公共科学图书馆·综合》的研究中,科学家推导出了一个公式:飞行动物和潜水动物振翅或击鳍的频率应与其体重的平方根除以翅膀面积所得结果成正比。它既适用于飞行动物的振翅频率,又适用于企鹅和鲸鱼等潜水动物的击鳍频率。
为了验证该公式的准确性,研究人员将公式推导结果与已知的动物振翅或击鳍的频率进行了比较,包括蜜蜂、飞蛾、蜻蜓、甲虫、蚊子、蝙蝠和蜂鸟等飞行动物,以及企鹅和几种鲸鱼等潜水动物。结果表明,尽管不同物种的体型和翅膀形状各不相同,但方程中的比例常数都是近似相同的,因此该方程是通用的。
最后,科学家据此推测,已知最大的飞行动物——风神翼龙(Quetzalcoatlus northropi,已灭绝)应以0.7赫兹的频率拍打其10平方米的翅膀。研究人员同时强调,由于流体动力学的物理原理在极小的尺度上会发生变化,因此极小的动物(比目前已知的任何动物都小)的振翅频率可能不符合该公式。(环球科学)#中国科普博览#