개미는 높은곳에서 떨여저도 죽지않는 이유는 뭔가요?
개미는 높은 곳에서 떨어져도 죽지않고 잘 돌아다니던데요
개미에게 어떤 능력이 있어서 그렇게 높은 곳에서 떨어져도 죽지않고 살수 있는 것인가요?
안녕하세요. 모두의 다락방입니다.
개미는 배자루마디라는 기관이 있어서 몸을 자유롭게 구부렸다 펼 수 있는 능력을 갖추고 있다는 점입니다.
또한, 사람 눈에는 잘 보이지 않지만, 온몸을 아주 미세한 털이 뒤덮고 있다는 특징도 가지고 있죠.
이런 개미의 신체적 특징이 높은 곳에서 떨어져도 무사할 수 있는 이유와 과연 어떠한 관계가 있을까요?
개미가 계단에서 떨어지는 상황과 사람의 경우와 비교해 설명해보도록 하겠습니다.
개미를 5mm로, 계단 하나의 길이는 약 12cm라고 가정해보자면, 계단의 높이는 개미의 몸길이의 약 24배가 됩니다.
이를 신장 170cm, 60kg인 사람에게 단순 적용해보게 되면 약 41m, 15층 높이의 빌딩에서 뛰어내리는 것으로 생각할 수 있는데요.
중력가속도를 9.8㎨라고 가정했을 때 41m 높이에서 떨어진 지면에 닿기 직전의 사람의 속도를 계산해보면 v=루트 2gh 약 28.3m/s라는 엄청난 속도가 됩니다.
지면에 닿는 순간 사람의 속도는 0이 되면서 이 순간 사람이 받는 충격량은 지면에 닿기 직전에 가지는 사람의 운동량의 크기와 거의 같아지게 되죠.
이 정도의 충격은 5kg의 볼링공이 시속 1,222km/h로 날아와 우리 몸에 부딪히는 것과 같은 충격이니, 이 충격을 받고, 살아남기는 힘들겠죠?
이제, 개미의 경우에서 생각해볼게요.
계단 한 칸의 높이는 12cm.
개미의 몸무게는 0.5g입니다.
12cm 떨어진 지면에 닿기 직전의 개미가 갖는 속도는 약 1.5m/s입니다.
지면에 닿는 순간 개미의 속도도 0이 되면서 개미가 가지고 있었던 지면에 닫기 직전의 속도만큼의 운동량을 충격량으로 받게 됩니다.
계산해보면 1.5x 0.5x 10 -3 [kg m/s] = 7.5x10 -4 [kg m/s]만큼의 충격량을 받는 것이죠.
이를 사람이 받는 충격량과 비교해보면 무려 226만 배 정도의 차이가 나는 건데요.
무거운 생물체가 떨어지게 되면 중력의 영향으로 속도가 빠르게 증가하지만, 상대적으로 가벼운 개미는 질량 자체가 작아서 공기저항의 영향을 많이 받게 되면서 떨어지는 속도도 느려지고 질량도 작기 때문에 운동량 자체가 적어져 떨어진 후의 충격도 크지 않은 것이랍니다.
그리고 개미는 자신의 몸무게보다 많게는 약 5천 배 이상의 무게를 들 수 있다고 하는데요,
그 이유는 효율적으로 무게를 분산시킬 수 있는 기하학적 신체구조로 되어 있기 때문이라고 합니다.