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有一隻恐龍的尾巴可以突破音速!這是怎麼回事?

有一隻恐龍的尾巴可以突破音速!這是怎麼回事?

困惑的龍是龍的近親,但它的體型更大:恐龍有一條40英尺長的尾巴,尾巴根厚超過3英尺,但它的尾巴尖像現代人類的手指一樣細。如此美麗的尾巴尖端使它的尾巴太脆弱而無法攻擊攻擊者。那麼它的尾巴的作用是什麼呢?它的作用可能是像鞭子一樣揮舞它。

大約20年前,令人眼花缭亂的龍用尾巴作為鞭子來吓跑捕食者,并用它們來交流甚至在潛在配偶面前炫耀的想法越來越受歡迎。從那時起,加拿大阿爾伯塔大學的古生物學家Philip Currie和Nathan Myhrvold設計了一個計算機模型,以證明使用尾巴作為鞭子的解釋是有效的。

在最近在梅爾沃德舉行的一次古脊椎動物學會議上,Currie等人提出了一個半比例的實體模型,模型是一個困惑的龍尾巴,由鋁作為椎骨和鋼作為肌腱制成。

鑒于尾部模型根部的強大推力,當它在空中搖晃時,它可以發出空虛的聲音。對高速視訊模型的分析表明,它的尾巴尖端可以以每小時800英裡以上的速度移動 - 足夠快,可以打破速度障礙并産生小規模的聲學爆炸。當一隻成年迷惑的龍擺動尾巴時,它會發出足夠響亮的聲音來刺穿人類的耳膜。

鞭打發出的噼啪聲是鞭打突破音障的鞭打聲

有一隻恐龍的尾巴可以突破音速!這是怎麼回事?

僅靠圓周運動和人力幾乎不可能使鞭打達到超音速。鞭子的長度是2米,要使末端超音速,需要每秒27轉的速度,人力怕達不到。但是,當你轉彎時突然讓搖桿停止時,鞭子的差速器段會依次停止,其動能會傳遞到下一個差速器段,即下一段會加速,最後整個鞭子的動能會集中到最後,它的品質相當小, 根據 E s1/2mv2 可以得到 v 趨向于無窮大。

有一隻恐龍的尾巴可以突破音速!這是怎麼回事?

當然,實際上受空氣阻力和鞭狀物料内部摩擦極限,速度有限,一般可以達到聲速的2倍左右。其實所有像繩子一樣的物體都有這種效果,扔毛巾、搖晃衣服,都能發出聲音,但是因為動能小,達不到音速,是以聲音不大不低(此時主要是物體張力振動的聲音)。

尼龍繩理論上也可以,但由于尼龍繩的機關品質小,受空氣阻力的影響太大,末端不能加速到可以發出明顯聲音的程度。