“ ノミの大きさを見て、その跳躍力を人間が持っていた時、人間は200m近く跳躍できるとよく言われるが、あなたならどう考えますか?
ノミの大きさは平均約3mm程度、重さは0.05gとして、その跳躍のエネルギーを考えてみましょう。
ノミが垂直方向に30cm跳躍した時のエネルギーは、
位置のエネルギーに相当するから、
E=mgh(E:位置エネルギー、m:質量、g:重力加速度、hは跳躍の高さ) ①
ノミの跳躍する時のエネルギーを計算すると、
E=0.05×10^-3(kg)×9.8(m/s^2)×0.3(m)
=0.000147(J) ②
一方、体重70kgの普通の人間が垂直飛びをした時の高さをH(m)として、そのエネルギーを計算すると、
E=70×9.8×H ③
普通の人間の垂直飛びの高さはわずか30cm(0.3m)くらいだが、
②式から、そのエネルギーは
E=70×9.8×0.3
=205.8(J) ④
となる。
こんなに大きいエネルギーを使ってたった30cmくらいしかジャンプできないのか、人間の跳躍力はノミの大きさに比べたら、ほとんど同じなので、なんと非力なことかと落胆する人もいるかもしれない。
周りの動物を見ても、例えば猫、犬、ヒキガエルなども30cmくらいはジャンプする。
ただし、物理学的にみるとそうではない。
ノミの体重はわずか0.05g。一方人間は70kgであるから。ノミは人間の140000分の1しか体重がないことになる。
ノミの跳躍エネルギーを140000倍してみると、
②式から
E=0.00147×140000=205.8(J)
で人間とまったく同じになる。
したがって、ノミの体重を人間並みに140000倍してみると、
そのエネルギーは205.8Jとなり、人間と同じなのだ。したがって、跳躍力も変わらないはずである。
試しに、犬、猫、ヒキガエルなど身近な動物で計算しても全く同じ値となる。
試しに計算してみたら良い。 ”
ノミの跳躍力が約30cmというのは体の大きさからいえば驚異的だが?計算してみると・・・ サミーのつれづれブログ/ウェブリブログ
まあ実際にはノミの大きさだと空気の粘性も無視できなくなるので、人間よりノミの方がジャンプ力としては高いと思う
(via raurublock)
「ゾウの時間・ネズミの時間」的なものを感じるね。体重あたりの消費エネルギーは、ATPベースで獲得する細胞の構造上、オーダーが極端に違うことは考えにくい。となると、持ち上げることができる高さは一定になる。ただし、助走や変形によってエネルギーをためることができると話が変わってくる。走り高跳びとかは30cmではないし、イルカや鯨の跳躍も30cmではない。
垂直跳び平均30cmは嘘だろう。日本の高校3年生の平均記録は男子62cm、女子44cm[4][5]とされる。
(via bgnori)