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人的质量是苍蝇的20多万倍,人和苍蝇被地球引力的捕获有多大区别呢?一文读懂!




  
在日常生活中,我们都能很容易地发现一个奇怪的现象,尽管人的质量远远大于苍蝇,但是苍蝇却没有被人的引力所吸引。

那么人和苍蝇的质量相差20多万倍,为什么苍蝇没被吸引住,为什么?



在我们的日常生活中,引力是一种无处不在却又常常被忽视的力量。
它不仅影响着天体的运行,也对我们人类的生活以及微小生物的活动产生着重要的影响。



    从宏观的宇宙层面来看,牛顿引力定律为我们揭示了天体之间相互吸引的规律。
根据这一定律,天体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间距离的平方成反比。

    在浩瀚的宇宙中,地球作为一个巨大的天体,其质量产生了强大的引力,使得地球上的物体都受到向地心的吸引力。
地球围绕太阳公转,月球围绕地球转动,都是因为它们之间存在着引力相互作用。



    正是这种引力的存在,决定了天体的运动轨迹和天体系统的形成。
例如,太阳的引力使得地球等行星围绕它公转,形成了太阳系;
而星系中的恒星之间的引力相互作用,则形成了星系这一庞大的天体系统。
在日常生活中,我们也能切身感受到引力的存在。
当我们站立在地面上时,会感受到身体的重量,这就是地球引力对我们的作用。

    人的体重实际上是人体受到地球引力的表现,而体重的大小与人体的质量成正比。
引力不仅影响着我们的身体感受,还对我们的行动产生一定的限制。



    比如,当我们想要跳起来时,需要克服地球引力的作用,付出一定的力量,而且我们跳起来的高度也会受到引力的限制,无法无限升高。
此外,长期处于微重力环境下的宇航员,他们的身体会出现一系列的变化,如骨骼密度降低、肌肉萎缩等。

    这表明引力在维持人体正常生理功能方面起着重要的作用。



    而在微观世界中,构成物质的基本粒子都具有一定的质量,它们之间也存在着微小的引力相互作用。
尽管这些引力在日常生活中难以察觉,但它们却是物质世界的基本相互作用之一



    接下来,我们以苍蝇为例,来探讨引力对微小生物的影响。
苍蝇能够在空气中自由飞翔,这一现象看似平常,却蕴含着深刻的物理学原理。

    苍蝇的身体结构使其具有出色的飞行能力,它们的翅膀轻巧而灵活,能够快速地振动,产生足够的升力来克服地球引力。
苍蝇的体型较小,质量较轻,这使得它们在空气中受到的阻力相对较小,更容易保持飞行的状态。



    此外,苍蝇的足部具有特殊的结构,上面布满了细小的绒毛,这些绒毛能够帮助苍蝇在各种表面上附着和爬行,增加了它们的稳定性和灵活性。
而且,苍蝇对环境的适应能力很强,它们能够在不同的气流和空间中灵活地调整自己的飞行姿态和方向。
再来看重力与质量的关系。根据牛顿第二定律,物体所受的重力等于其质量乘以重力加速度。

    重力加速度在地球表面附近的数值约为9.8米每秒平方,这意味着一个质量为1千克的物体,在地球表面所受的重力约为9.8牛顿。质量是物体所含物质的多少,是物体的固有属性,不会随着物体的位置或状态的改变而改变。



    而重力则是物体受到地球引力的表现,会随着物体所处的位置和环境的不同而有所变化。
例如,在月球上,由于月球的质量比地球小,其引力也相应较弱,所以物体在月球上所受的重力也会比在地球上小。
然而,牛顿引力定律虽然在物理学中具有重要的地位,但它也有其适用范围和限制。
在一些极端情况下,如涉及到微观领域的原子和亚原子粒子的相互作用时,量子力学的效应开始变得显著,牛顿引力定律就无法准确描述这些现象。

    此外,在强引力场或高速运动的情况下,爱因斯坦的广义相对论则能更精确地描述引力现象。例如,在黑洞附近,引力场非常强大,牛顿引力定律的预测会出现较大偏差。



    在引力的作用下,物体的运动轨迹呈现出一定的规律性。
当一个物体受到单一的引力作用时,它会沿着一条特定的曲线运动。

    例如,当一个物体被地球的引力吸引时,如果它具有足够的初速度,它将沿着一个椭圆形的轨道绕地球运动,这就是人造卫星的原理。
如果物体的初速度方向与引力方向垂直,那么它将做抛物线运动。



    我们可以想象一个被抛出的物体,在地球引力的作用下,它会先上升,然后逐渐下降,其轨迹就是一条抛物线。
而当物体的初速度足够大,使其能够克服地球的引力时,它就会脱离地球的束缚,进入太空。
引力是自然界中一种基本的相互作用力,它的存在对宇宙中的万物都产生着深远的影响。
在宏观世界中,引力使得天体相互吸引,形成了星系、恒星和行星等天体系统。

    同时,引力也决定了天体的形状和结构,例如地球由于自身的引力作用,形成了一个近似球体的形状。
在微观世界中,虽然引力的作用相对较弱,但它仍然存在。



    例如,原子和分子之间也存在着微小的引力相互作用,尽管这种作用在大多数情况下被电磁力等其他力所掩盖。
人在空中会受到引力的牵制,这是由人的身体特性和引力的性质所决定的。
人的质量相对较大,根据牛顿引力定律,质量越大的物体受到的引力也就越大。

    当人离开地面时,地球的引力依然会对人产生作用,试图将人拉回地面。
人的身体结构和生理功能是在地球的引力环境中演化和发展的,因此人的身体并不适应长时间处于无重力或微重力的环境中。



    例如,在太空中的宇航员,由于处于微重力环境中,他们的身体会出现一系列的变化,如骨骼密度降低、肌肉萎缩等。
这表明人在正常的生活中需要地球引力的存在来维持身体的健康和正常功能。

    此外,人的运动能力和方式也受到引力的限制。
人在空气中的运动需要克服引力的作用,这就需要消耗更多的能量。



    相比之下,一些昆虫或鸟类,它们的身体结构和飞行方式使得它们能够更有效地利用空气动力学原理,从而在一定程度上减轻了引力的影响。
最后,我们来看看苍蝇在空中受引力的情况。
尽管苍蝇在空中飞行,但它依然无法摆脱引力的束缚。

    苍蝇的体型较小,质量较轻,这使得它在空气中受到的引力相对较小。
然而,引力的影响仍然存在。


    当苍蝇起飞时,它需要克服地球引力的作用,用力振翅以获得足够的升力。
在飞行过程中,苍蝇不断调整翅膀的振动频率和幅度,以保持在空中的平衡和稳定。

    这个过程中,引力始终在发挥作用,影响着苍蝇的飞行姿态和轨迹。
我们可以想象一下,苍蝇在空气中飞行时,就像是在一个无形的引力场中穿梭。



    它的每一次振翅,每一次改变方向,都需要与引力进行微妙的对抗。
尽管苍蝇的飞行看起来灵活自如,但实际上它是在引力的限制下,尽力寻找着最佳的飞行方式。

    例如,当苍蝇想要向上飞行时,它需要更加用力地振翅,以克服引力的下拉作用。
而当它想要平行飞行时,也需要不断调整翅膀的动作,以保持在引力作用下的平衡。



引力的大小

根据万有引力定律,物体间的引力可以表示为F = G * M1 * M2 / r^2。

在这里F表示物体间的引力,M1和M2分别表示物体1和物体2的质量,r表示两个物体间的距离,G表示引力常数,值为6.67*10^-11 N·m^2/kg^2。

根据万有引力定律可以得出,引力的大小与两个物体间的质量乘积以及它们之间的距离的平方成反比,这也意味着,当两物体的质量越小、间距越近时,引力就会越大,反之,则引力就会越小。

同时,根据物体的密度等各种因素来看,我们都能发现苍蝇所受到的引力是非常小的。



如果可以的话,为了更直观的让大家了解其引力的大小,我们可以通过简单粗暴的计算方式来看看苍蝇和人之间的引力又是多大。

假设人的质量为60kg,苍蝇的质量为10mg(1mg=110^-6kg),然后再假设两者之间的距离为0.5米,根据引力公式F = G * M1 * M2 / r^2,我们可以得出F = 6.67 * 10^-11 * 60 * 10^6 * 10 * 10^-6/0.5^2 = 8010^-6N。

这个引力值已经极其的微小,我们可以将其与物体所受到的其他力进行一个简单的对比,就可以更加直观的了解到它有多么的“弱小”。

一个普通的钢笔的质量就比它的引力要大出几倍,因此,甚至两只苍蝇之间的引力都比人体的引力还要大,但是苍蝇却是不会被人的引力所吸引。

那这究竟是为什么呢?



苍蝇的密度

其一是因为苍蝇的密度较大,所以会受到很大的空气阻力的作用,抵消掉部分引力。

此外,苍蝇的另一个特点就是,它有着强大的飞行能力,但是在飞行的过程中它需要花费更多的能量,这些能量所花费掉的部分,就连引力都没能使它产生像是被人体所吸引的效果。

当苍蝇在飞翔的时候,它的速度一般可以达到1.6米/秒,然而人的引力的作用范围只有约0.001米,在这个范围内,引力值的大小只有0.48*10^-6N。

所以,在苍蝇的身上所受到的引力远不及在飞行的能量损耗的值,同时,在苍蝇飞行的过程中受到的空气阻力值更是远大于引力值,苍蝇被吸引过去就距离了。

并且,我们都知道,苍蝇在飞行的过程中,其所受到的空气阻力是非常大的,但是很少有人知道,空气阻力对于小生物来说又是何等的重要。

在小生物体内,空气阻力是很强的,如果没有或者是有很大的空气阻力的作用的话,小生物就很难飞翔。



而空气阻力对于大物体来说所受到的作用较小,因此,人的引力对苍蝇来说,也会受到空气阻力的一定作用,抵消掉部分引力。

所以,根据这两个原因,我们就能解释为什么尽管人的质量远大于苍蝇,但苍蝇却没有被人的引力所吸引了。



引力与生物体

另一种解释方法是,地球在运动,所以地球上的物体所受到的引力并不是只有太阳的引力,也包括了地球的引力。

在太空中,地球的引力对万有引力的计算是多出了很多的,所以苍蝇在太空中是有可能被地球的引力所吸引的。

然而,地球上的物体所受到的引力并不仅仅只有太阳的引力,我们身边在有人的时候也是有电磁力的作用存在的,但是,由于地球的引力要远大于电磁力的作用,所以我们在日常生活中几乎感受不到电磁力所带来的影响。

但是,无论是哪一种力,都无法超越人体、苍蝇的引力范围,所以,这种解释方式,可以说是不成立的。



根据我们所知,引力是一种非常弱的力,但它又是无处不在的,是唯一一种使宏观物体产生相互吸引的力。

然而,引力不是唯一的,它还有其他的基本物理力,比如,电磁力也是一种很大的力,甚至在原子中也是有很大作用的。

就拿我们人类来说,我们的皮肤、骨骼等都是由原子构成的,而且原子的大小又是非常之小,所以,在这种情况下,引力就会受到电磁力的抵消,所以就很难产生相互吸引。

同时,电磁力在原子内部的相互作用远强于引力,因此,即使苍蝇飞到人的身边,也是无法被人体的引力所吸引的。



引力是一种虽然较弱,但是又无处不在的力,正是因为有了引力的存在,才有了行星、卫星等的存在,但是,引力也有着众多的缺点。

所以,要想在太空中生活,那是非常困难的,也是需要时间的。
王曦网科编辑部  编辑:王悠然  编审:王北辰
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