正常人从2米摔下会骨折,为什么有些哺乳动物像猫啊、狗啊就没事?
人如果从2米的高度跳下,除了关节会受到一定的冲击力和脚被震的有点不适外,骨折的可能性不大(老年人除外),但是,如果是从2米的高度意外摔下,在没有防备的情况下是很容易骨折的,而骨折的部位大都是腿或者胳膊。而同样是动物,如果猫从2米高的地方意外摔下,它们多半会抖抖身体甩掉身上的尘土,走开。那么,是什么造成了这种差异呢?我们简单的来探讨一下这个问题。
人意外从2米高的地方摔下为什么容易骨折?这个问题的关键在于“意外”两个字,在开始我们就说过,如果从2米高的地方跳下,人是有准备的,此时,人会双脚先落地,在这种情况下,只要不骨质疏松,骨折的风险是很低的,而且如果你会顺势的向前翻滚的话,对身体的伤害就可以忽略不计了。但是,如果是意外摔下,人是毫无防备的,此时,如果落地的话,先着地的大都是上半身,这是因为人的上半身比下半身要重一些,再加上人本能的从高处落下会用手臂去撑地面,那么身体的重力会瞬间给胳膊的骨头造成巨大的冲击力,这样就容易发生骨折。
当然,从2米高的地方摔下也不一定会骨折,具体还要看地面的软硬程度,简单的说就是地面是水泥地面显然要比沙土地面给人体带来的伤害要大,这就是缓冲力不同造成的。
从物理学的角度讲,速度变化的时间越短,产生的阻力也就越大。我们假设一个成年人的体重为60公斤,从2米高的地方摔下,整个的下落过程需要的时间就是t=根号(2米/10(重力加速度)/2)≈0.63秒,时间再乘以重力加速度就是人下落时的速度,也就是0.63*10=6.3米/秒。
也就是说体重60公斤的人从2米高的地方摔下,就相当于一个人以22.68公里每小时的速度撞向了一堵墙,在这个速度下,而且还是在毫无防备的情况下,如果与硬地面来一个亲密接触,那么骨折的概率是很大的。
猫从2米高的地方摔下为什么大都没事?从上面我们算的公式看,其实,物体下落时的速度与自身的体重没有什么关系,只不过体积越大受空气阻力的影响也就越大而已,但是由于是从2米高的地方摔下,所以这个阻力几乎可以忽略不计,因此,猫从2米高的地方摔下与人从2米高的地方摔下产生的速度其实是一样的,这就是“两个铁球同时落地”的道理。
那么,为什么小小的猫却大都没有事呢?我们从三个角度来解析一下:
第一,猫的体表
人除了穿着一层衣服以外,里面就是皮肉和骨头了,在摔下时只要不是穿着特别厚的衣服,那么衣服的保护作用几乎为零,也就是说想要消化摔下产生的动能,只能靠一副血肉之躯。但是,猫就不同了,它们有着厚厚的毛发,在落地时本身就能够起到一定的缓冲作用,这是其一。
第二,猫的脚
首先,人在意外摔下时,落地能够起到支撑作用的只有自己的双手,而猫不一样了,它是四肢行走的动物,因此,在落地时,四肢着地明显的分散了冲击力。其次,猫的脚底部有一层厚厚的肉垫,这也是猫走起路来没有声音的原因,而在落地时,肉垫也能起到很好的缓冲作用。
03 独特的能力
看到上面两点,有些小伙伴会说:意外摔下显然无法保证四肢先着地,所以以上两个说法也就不成立了。确实,如果不是四脚着地的话,显然猫也会受伤,但是,猫即便是意外从高处摔下,它落地时也是四脚着地的,因为它有一个特殊的能力:复位反射。
复位反射是指某些动物在异常体位下会自动恢复正常体位的一个反射,根据科学的研究发现,在所有具有复位反射能力的动物中,猫的表现是最突出的。正是因为这个反射,猫在意外从高处摔下时,会本能的极速的在空中调整自己的体位,让自己四脚着地。而这就是猫从高处跳下安然无恙的根本原因。
总结人从高处摔下由于动能很大,而且身体没有相应的保护机制,所以是容易受伤的,但是,猫不同,它有复位反射这种强大的能力,再配合上它厚且有弹性的肉垫,就能逢凶化吉。
当然,猫的这种能力也不能保证它不死,因为它的骨骼和肉垫的缓冲能力也有极限,所以当高度足够高时,产生的动能就足以杀死一只猫,即便它可以复位反射也没有用。
正常人从2米摔下会骨折,为什么有些哺乳动物像猫啊、狗啊就没事?
讲道理,人从2米摔下也不是那么容易断腿,得有个三四米以上才容易断,除非从2米跳下时腿蹬直。相较于人类猫狗四肢奔跑和与地面平行的脊柱,更利于将坠落时的冲击分散。
人的全身关节其实也有很好的缓冲的作用,人和其它绝大多数哺乳动物都不同,双足行走,全身的重量都压在下肢上,奔跑时的步幅也比较大,人的体重也算是比较大,成年人平均大概在60公斤左右,如果自身的减震缓冲系统不足,奔跑时随着奔跑动作,大脑会在脑壳中上下颠,容易头晕眼花,也容易造成骨骼的应力骨折等。人类有足弓可以缓冲冲击,脊柱也有几个生理弯曲,能随着人体动作而变形对抗冲击,关节构造中也有一定空隙,内部充有液体也能缓冲。而且人体可以伴随跳跃采取体态上的缓冲操作,我摸嗯看成龙电影的时候,当从高出跳下从来不是直戳戳地跳下来,而是要在脚接触地面的时候,身体蜷缩向前翻滚,以此来缓冲坠落时的冲击。如果直戳戳地2米跳下来,可能能把大腿骨都直接压断然后把自己给戳死。
在美国一档介绍各种奇葩的纪录片中有一个真实案例,一个人好像是因为什么事被关了起来,他就想着从通风管道中爬出去,没想到从进风口直直地坠下去了,楼房层高也就三四米,这人就因为腿骨折断戳进腰腹把自己搞升天了。猫狗在坠落的时候比人类有天然的优势,首先猫狗的体重一般比人类小得多,坠落到地面时的冲击天然地就比人类小很多,所以猫就算从基层楼上掉下去有时候也没啥事,狗要稍微差一点,但是训练过的狗能借力跳到六七米高的地方,落下来也会受到冲击,但还在承受范围内。它们有四条腿,腿当然也能像人类一样弯曲,尤其是后肢的构造,不同的骨节使得它们的四肢不同骨节间有比人类更明显的夹角,能使它们落地时更长时间地接触地面,坠落时猫狗会蹬直双腿,横着的脊柱向上拱起,脊柱也慢慢恢复自然原状,以此来缓冲冲击。
面对坠落冲击的能力和体重、骨骼结构特征都有关,人类的身体结构当然也有大量的优势,最明显的就是手足的完全分工,下肢主要承担身体,上肢却可以自由活动搞各种事情,也是促进人类智力进化的因素之一。
正常人从2米摔下会骨折,为什么有些哺乳动物像猫啊、狗啊就没事?
一般情况下,相同的高度上,一人一猫同时向下摔落,肯定是猫比人摔得轻一些,难道猫有九条命吗?当然不是,它们有三大独门秘笈,让它们即便从10楼摔下,也有可能安然无恙。
第一大秘笈——强大的空中阻力。
不论是猫还是人,下落的过程中,主要受到两种力的作用,一是重力,二是空气阻力。如果重力大于空气阻力,下落速度就会增加;下落速度增加时,空气阻力也会增加;最终空气阻力会与重力完全相等,速度也就不再增加了,达到最大速度。这个速度就叫做终端速度。
同等情况下,猫降落时比人受到的阻力大,人坠落时的终端速度可达54米每秒,而猫的终端速度只有27米每秒。猫相当于穿了一件降落伞下落,速度慢,到了地面肯定摔得轻一些。
第二大秘笈——优秀的空中姿态控制。
猫在下落时,如果时间足够长,它们能够在空中控制和调整自己的身体,以保证它们能够以最安全的姿态落地。猫的锁骨几乎不发挥作用,但是椎骨却比人多出5块,多了一条控制平衡的尾巴,而且还有一套独特的平衡感官系统。当它们在空中掉落中,猫咪可以迅速地判断身体与地面的方位,调整四肢与身躯的相对位置,四肢在下,身躯在上,接近地面时,它们的前肢会提前做好准备,稳稳落地。
不过,即便是猫也不能保证每次都能够平稳落地,它们也有反应不及的情况,也有可能面部或者躯干着地,没有四肢吸收冲击力,猫也有可能会摔死或摔伤。
第三大秘笈——优秀的落地缓冲。
猫的身体比较柔软,肌肉韧带比较强,脚趾上有比较厚的脂肪肉垫,落地时能够缓解大部分冲击力,减轻身体震动,好比弹簧一般,有效防止坠落时内脏受到损伤。
因此,猫从空中下落时一般都能够平稳降落,好像真的不会摔死和摔伤一样。其实,它们也会摔骨折。毕竟都是骨头,受力太大一样会不堪重负。虽然猫有以上优点,但不建议各位铲屎官用自家的猫咪进行高空坠落尝试,因为现在家养的猫都太胖了,身手已经不够灵活,反应已经不够灵敏了。
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正常人从2米摔下会骨折,为什么有些哺乳动物像猫啊、狗啊就没事?
它们的体积小而且轻的多,人体的体形多大?小猫小狗差多了当然不一样。
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