落下による死について

　人間は８階くらいから落ちると死ぬじゃないですか？（詳しくはわかりません。）自分の身長の２０倍くらい。
　
　なのに蟻などの小さい動物は何故自分の背丈よりも何百倍も高いところから落ちても死なないのですか？
　僕の目線から落としても床に着いたらとことこ歩き始めました。えっ！？って感じです。

No.3 ベストアンサー 回答者： ropez 回答日時： 2004/10/14 18:27

２倍３倍の法則って知ってますか？

面積と体積の関係で、例えば

Ａ５cm四方の立方体と、Ｂ１０cm四方の立方体
が、あるとします。辺の真ん中から真っ直ぐ垂直に、切るとします。

　Ａの断面積は５×５＝２５
　　　体積は５×５×５＝１２５

　Ｂの断面積は１０×１０＝１００
　　　体積は１０×１０×１０＝１０００

です。気づきましたか？

　Ａの　断面積：体積　は　１：５

に対し、

　Ｂの　断面積：体積　は　１：１０

です。
ところで、骨などの強度は個人差、年齢差、形状による違い、などを除けば

　断面積に比例します、が、そのものの重量は体積に　　比例します。

というわけです。つまり、大きく(重く)なればなるほど、太さ(強さ)が必要なんです。人間は高い所から落下するには…

　結論：細すぎるし重すぎるからです。

No.7 回答者： ruehas 回答日時： 2004/10/15 10:18

こんにちは。

人間が死ぬ高さは何階かというのは難しい問題ですね。
私は昔、ビルの窓拭きのアルバイトをやったことがあるのですが、そこの社長さんに「三階を超えたら死ぬと思ってくれ」と言われました。
八階は確実ではないでしょうか。その会社は下請けで、高層ビルのゴンドラ作業なんてありません。私が命綱無しで拭いた窓の高さは最高で一二階でした。

アリさんが高いところから落ちでも死なないのは何故かという質問は前にもありましたね。ここでも既に多くの回答者さんが仰る通り、アリは体重が軽いので、落下加速度が空気抵抗と釣り合ってしまうからです。その先は幾ら落ちても加速が付きませんから、アリはエベレストの頂上からだって飛び降りることができるということになりますよね。そこまで登れればですが。

最近では、このような問題に「スケール効果」なんて言葉が宛がわれているのだそうです。
人間もアリも同様に地球表面に暮す生物です。そして、地球の力学法則は何処へ行っても同じです。量子力学では、ニュートン力学の通用しない超極微の世界も発見されていますが、アリの世界はせいぜい数ミリから数マイクロです。力学的な原理は同じはずなのに、そこは我々の想像とは大分事情が違うようです。
ある科学雑誌なんですが、正に「アリは落下しても死なない」という例をとってこの「スケール効果」というのを説明してくれた学者さんの話では、アリにとって空気というものは、かなりねっとりした感じなのではないかということでした。つまり、アリは体に纏わり付くような空気の中で暮しているんですね。

近年、マイクロ・テクノロジー、ナノ・テクノロジーなどと、小さな物を作る技術が急速に発達してきました。大きさ一ミリのロボットを作って動かしたなんて話しもありますよね。ですが、そのような技術を実用化しようと思ったら、このスケール効果は無視できなくなってくるのだそうです。
ミリ、マイクロでしたらまだ人間の目に見えるサイズです。ですけど、そこに機械を作ろうと思ったら、スケール効果も考慮にいれないと、きちんとした設計ができないということになります。

「蜘蛛の子を散らす」という言葉がありますが、多くのクモは成虫（クモは昆虫ではありませんが）になっても風に乗って空を飛ぶのだそうです。ある種のクモは、長く伸ばした糸を自分の足にくっ付けて、それを風に靡かせながら大陸を移動してしまうという話も聞いたことがあります。
考えてみれば、ほとんどの昆虫が羽を持っていて空を飛びますよね。ですが、人間が同じ面積比の羽を持っても飛ぶことはできません。昆虫は、自分たちの世界の常識に従って暮しているのです。
アリと人間は住む世界が違うのですから、事情も様々に違います。そこでは、高所恐怖症のアリというのはいないのではないでしょうか。

つい余計なことを書いて長くなってしまいました、ゴメンなさい。

No.6 回答者： yamidan 回答日時： 2004/10/15 04:11

物が落下する場合、物には下向きに重力がかかります。

下向きに力がかかっていますから、物には下向きに加速度が生じ、落下速度はどんどん速くなっていきます。
一方、物には上向きに空気抵抗という力が働きます。落下し始めた直後は空気抵抗は０ですが、空気抵抗は速さに比例して大きくなります。従って、落下速度が速くなるにつれ、上向きの空気抵抗はどんどん大きくなります。
空気抵抗はどんどん大きくなりますが、「重力＞空気抵抗力」である限り、合力は下向きに働きますので、落下速度は上がり続けます。しかし、ある速さまで来ると「重力＝空気抵抗力」となり、合力が０になりますので物はそのまま一定の速さで落ち続けます。速さが変わりませんから空気抵抗力も変わらず、その後、物は地面につくまでその速さのまま落ち続けます。雨がどの高さから落ちてきても一定の速さなのはこの為です。
このように、物が落下する際の最終的な速度を「終端速度」と呼びます。

アリの場合、体の構造上、終端速度が大して速くならないのです。なので、例え飛行機の上から落としたとしても、テーブルの上から落としたとしても同じ衝撃しか受けません。その衝撃が死にいたるほどの衝撃ではないため、アリはどんな高さから落ちても死なないというわけです。

No.5 回答者： seyber 回答日時： 2004/10/14 20:43

他の方と少し違う見方かもしれません。

体感出来ると思いますが、５０センチの高さから着地しても自分の体重がやや増えた程度の衝撃です。
（蟻もその程度の衝撃です）

理由は、重力加速度で発生する衝撃にあります。

例えば、ある高さで人間の衝撃加重が体重３倍の計算になり、危険になったとします。
この高さで蟻の衝撃加重も３倍になります。

人間が危険な高さ＝蟻も危険だと思います。

No.4 回答者： Kemi33 回答日時： 2004/10/14 18:43

御質問の類似質問が以前にあり，２人の「名回答者」の方が詳しく解析されています。

　・http://oshiete.eibi.co.jp/kotaeru.php3?q=32670
　　QNo.32670 アリを屋上から落としたら・・・

　結論としては，空気抵抗がある為に 50 cm より高い所から落ちても最終速度は変わらず，3 m/s 程度（約 10 km/h）のようです。

参考URL：http://oshiete.eibi.co.jp/kotaeru.php3?q=32670

No.2 回答者： noname#25358 回答日時： 2004/10/14 18:10

　重量と空気抵抗の比率が違うからです。

　大気には空気抵抗があるため、どんなに高いところから落下したとしても、『ここまでしか加速しない』という値がその動物の大きさと形によって決まってきます。
　人間の場合は時速３００キロくらいまでしか加速しません。
　つまり、Ｆ１カーに轢かれて死なない人は、大気圏から生身で落ちても死なないんです(笑)

　蟻の場合、重量に対する空気抵抗が非常に大きいため、どんなに高いところから落としても速度がそれほど上がらず、地上１万メートルの高さから落としても死にません。

No.1 回答者： BLUEPIXY 回答日時： 2004/10/14 18:09

アリ（虫）の外骨格の強度ということ

体重の軽さ
運動エネルギーは０．５ｍｖ＊ｖであるということに注意しましょう。
あと、空気抵抗によってｔ秒後の速度が
ｇｔにはならないということがあります。
（真空中よりずっと遅く、ある一定の速度になる）