老虎三大绝招,科学汇,老虎的掌力有多强
钱江晚报·小时新闻记者 陈素萍
北京野生动物园10月24日发布声明:2021年10月23日下午14时左右,北京野生动物园自驾游览区白虎展区发生游客非法闯入事件。所幸,因触发展区内安全防护装置,加上现场工作人员及时的全力施救,闯入者没有受伤。
无独有偶,2016年7月23日,在北京八达岭野生动物园猛兽区,两名女游客就曾因琐事私自下车,遭遇老虎攻击,最终酿成惨祸。
很多同学都看过《水浒传》,知道武松曾在景阳冈上赤手空拳打死过“吊睛白额大虫”(老虎)。但在现实中,这真的可能吗?一般情况下,一头成年老虎的掌击和咬合力分别有多大?人类到底有没有可能在正面抗击老虎时“虎口逃生”?
本期科学汇,我们邀请了宁波大学物理科学与技术学院科学教育(师范)专业大四学生张朦开讲,告诉你一只成年老虎的力量有多大。
01
老虎的飞扑速度有多快
老虎打斗时,基本会用到三招:飞扑,拍打,锁喉。当发现猎物后,老虎会借助物体作掩护悄悄靠近猎物,猛地一跃而起扑倒猎物,一吨重的“铁砂掌”拍过来,掌中还带有“鹰钩”,威力惊人。
我们先来讲第一招“飞扑”。
老虎奔跑时的速度最高可达72-88公里/小时,大概是正常行驶在高速公路上汽车的速度。
我们来做一个简单的计算:世界记录100米比赛最快的速度是9秒58,平均速度约为10.33米/秒(36.12公里/小时),远慢于老虎的速度。
所以就算是被誉为“世界上跑得最快的男人”尤塞恩·博尔特(世界记录100米记录保持者)被老虎追击时,也基本没有什么可能虎口逃生。
02
老虎的拍打掌击力有多大
东北虎的掌力比狮子还大10%左右,居猫科动物之冠。成年雄性东北虎在利用虎爪击打物体时,其力量可以达到1000千克左右;成年雌性东北虎的掌击力量也可达到800-900千克左右。
虎爪的破坏力光从上面数据中难以体现,我们换个说法:相当100kg的巨石从5米的高空自由下落,通过高中物理中的动量定理的知识FΔt=MV’-MV可以估算得出,Δt为巨石从刚接触到缓冲的时间间隔,由于虎掌的肉垫具有缓冲能力,时间约为0.1秒,V’为巨石刚接触到时的瞬时速度,大小为10米/秒,V为巨石停止运动时的速度,大小为0,M为巨石的重量,F即为所求接触瞬时的冲击力的大小为10000N,也就是上文说的1000千克左右的力量。一颗小弹珠从高空落下就能轻易击穿玻璃板,更不用说10000N的冲击力了。
03
老虎的锁喉咬合力有多大
动物学家斯蒂芬·罗发表在《生命科学》的研究论文显示,老虎的咬力商为127,即一只186.9千克的老虎,犬齿咬力就能达到1525N,轻松咬碎人类的骨头。又有报道称,老虎的咬合力度约为450千克,狮子约为400千克;老虎的咬合深度约11厘米,狮子约9厘米。
想知道咬力商是什么,首先要知道咬力是什么。在学术上,咬力指的是咀嚼肌收缩时所能发挥的最大力量,也就是脊椎动物上下颚的咬合力,更通俗地来说,就是你张嘴一口咬下去的这股力量有多大。
影响咬力的因素很多,尤其是体型,不同体型之间的动物的咬力没有办法直接比较,例如:按照单位比例换算过来,蚂蚁的抬举力量是无敌的,它能举起自身体重400倍、拖动相当于自身体重1700倍的物体,但我们不能说蚂蚁的力量比人类还大,这缺少一个标准来进行比较。同样地,为了比较不同体型的动物的咬力水平,我们引入了咬力商(BFQ)这一概念,咬力商指的是动物咬力除以其体重的商。简单来说,就是指单位咬力,这样我们就能忽略体重的因素,从而单纯比较咬力。
根据研究表示,普通成年男性的后牙咬合力约为46千克,前牙咬合力为29千克左右;而普通成年女性的后牙咬合力为42千克左右,前牙为27千克左右。有人对正常人的咬力做了测定,其范围为25〜127千克。人的口腔咬力虽不如某些食肉动物,但也是可观的,可再一比较,人类的咬合力在狮虎面前不堪一提。
04
“虎口逃生”可能吗
分析完了老虎打斗所使的“三大招”,我们再回到最初的问题:人类到底有没有可能在正面抗击老虎时“虎口逃生”?
这里有请世界最强拳王泰森出场,他对于人和虎的对决有过亲身体验。
泰森是著名的重量级拳王,反应速度和身手在人类中算是顶级的。他曾养过至少3只老虎,但后来都放弃了,主要原因是老虎的杀伤力太大。泰森说:“它随意一巴掌都能打出1200磅(约544.31千克)的力量。”
经过专业训练,通过扭腰运力,“泰森的双拳非常有力量,右手击拳力量达到了800磅(约362.87kg),左手击拳力量也有500磅(约226.80kg)”。老虎的掌击力量相当于身上同时受到了泰森的双拳出击,普通人连泰森的一个重拳都难以承受,更不用说2个重拳同时击打。
总而言之,从科学角度来讲:别傻了,挑衅老虎?它的一巴掌没人扛得住。
兴趣小组
拳击手的手腕,为何要缠绷带
前面提到了拳王泰森,不知道同学们有没有关注过,拳击选手的手腕一般会缠着绷带。这是因为如果手腕不缠绷带,手指手腕一不留神就骨折。
人手是由骨、动脉、神经、韧带和肌腱等组成的复杂结构,一只手有27块骨头组成,手部有22个小关节,仅仅手腕处就有70多块小的骨头。
握紧的拳头还是会有空隙,状态相对比较放松。缠上护手绷带的拳头,可以紧固关节,使手缩紧,填充指间空隙,使手部有了“整体性”,不会产生局部的相对位移,且能将压力传导到整个手部。
另外,绷带还对拳峰有少许的保护作用,由于手关节上有很多软骨、韧带和肌腱,这些都是软的部分,如果没有绷带保护,很容易充血肿起来。
在实战时,出拳发力方式是将整个腰腿胯的力量都传导到拳上,如果没有绷带的缠绕,一旦手上的肌肉骨骼和筋腱不发达,或受力点极小且产生了局部相对位移,就容易受反作用力影响形成挫伤甚至骨折。
所以,绷带主要是用来固定手腕的,有绷带助力后,手腕能承受更大力量,在出拳发力时人也会不由自主产生更大力量。
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