Posting vintage dari Okt 2015 ·tautan hadiah
Menskalakan hukum dan kecepatan hewan
A Makalah Terbaru menemukan bahwa waktu yang dibutuhkan seekor hewan untuk menggerakkan panjang tubuhnya sendiri sebagian besar tidak tergantung pada massa. Ini tampaknya berlaku dari bakteri kecil hingga paus – itu lebih dari 20 urutan besarnya massa. Argumen makalah tentang mengapa hal ini terjadi bergantung pada hukum penskalaan. Alex Klotz menjelaskan.
Contoh yang terkenal adalah undang-undang kubus persegi, berasal dari Galileo dan dijelaskan dengan cukup baik dalam esai Haldane, karena ukuran yang tepat. Undang-undang Square-Cube pada dasarnya menyatakan bahwa jika sesuatu, baik itu kursi atau orang atau apa pun, dibuat dua kali lebih tinggi, dua kali lebih lebar, dan dua kali lebih dalam, volume dan massa akan meningkat dengan faktor delapan, tetapi kemampuannya untuk mendukung massa itu, area penampang cross, hanya akan meningkat dengan faktor empat. Ini berarti ketika segalanya menjadi lebih besar, berat badan mereka menjadi lebih signifikan dibandingkan dengan kekuatan mereka (semut dapat membawa 50 kali beratnya sendiri, tupai dapat menjalankan pohon, dan manusia dapat melakukan pullup).
Contoh lain adalah kecepatan terminal: gaya seret tergantung pada luas penampang, yang (dengan asumsi sapi bulat) berjalan sebagai kuadrat jari-jari (atau kekuatan dua pertiga massa), sedangkan berat tergantung pada volume, sebanding dengan kubus jari-jari atau kekuatan massa pertama. Seperti yang dikatakan Haldane secara grafis
“Anda bisa menjatuhkan tikus ke bawah seribu yard poros tambang; dan, saat tiba di bagian bawah, ia mendapat sedikit kejutan dan berjalan pergi, asalkan tanahnya cukup lembut. Seekor tikus terbunuh, seorang pria hancur, seekor kuda percikan.”
Hukum penskalaan juga ikut berperan dalam menentukan batas ukuran hewan: Biologi Monster B-Movie.
Ketika pria yang menyusut yang luar biasa berhenti menyusut, tingginya sekitar satu inci, turun dengan faktor sekitar 70 dalam dimensi linier. Dengan demikian, luas permukaan tubuhnya, yang melaluinya ia kehilangan panas, telah menurun dengan faktor 70 x 70 atau sekitar 5.000 kali, tetapi massa tubuhnya, yang menghasilkan panas, telah menurun sebesar 70 x 70 x 70 atau 350.000 kali. Dia jelas akan mengalami kesulitan mempertahankan suhu tubuhnya (meskipun pakaiannya sekarang dengan mudah menyusut bersamanya) kecuali laju metabolismenya meningkat secara drastis.
Untungnya, area paru-parunya hanya menurun 5.000 kali lipat, sehingga ia bisa mendapatkan pasokan oksigen yang relatif lebih besar yang ia butuhkan, tetapi ia harus memasok tubuhnya dengan lebih banyak bahan bakar; Seperti orang yang tumis, dia mungkin harus memakan berat badannya sendiri setiap hari hanya untuk tetap hidup. Dia juga harus berhenti tidur dan makan 24 jam sehari atau berisiko kelaparan sebelum dia bangun di pagi hari (kecuali dia bisa belajar trik yang digunakan oleh burung kolibri menurunkan suhu tubuh mereka saat mereka tidur).
