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edushare 發表於 2010-11-24 19:42

鮮知先贏/巧妙運用慣性 貓喝水不濺濕

2010/11/22  【聯合報╱輯譯/郭錦萍】

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圖/紐時網站

貓狗都養過的人就知道,狗喝水時不但臉弄濕,還會把水噴得碗外濕一片,但貓咪就優雅多了,喝完水可能只有下巴沾點小水滴。美國學者深入研究後,對結果也頗為驚訝。原來貓科動物功夫會這麼了得,是因為牠們能巧妙運用慣性和地心引力。

雖然貓喝水樣子司空見慣,但它所涉及的物理原理,其實過去科學界了解不多。美國麻省理工學院的生物物理學家Roman Stocker及維吉尼亞理工大學、普林斯的機械工程專家合組團隊,以Stocker家養的貓及收容所的九隻貓作研究,利用高速攝影機拍下喝水動作分析。

發現貓喝水用舌尖輕碰水的表面,卻不會伸入水中,然後快速縮回舌尖,因為水的表面張力未受破壞,這動作就能瞬間拉出一道「J」形水柱,之後因慣性作用讓水柱上升快速流入嘴中,貓在地心引力作用前閉上嘴巴,水就不會亂灑。

反觀狗喝水時,舌尖是伸進水中彎成杓狀,再把水「撈」進嘴裡,會把水潑得到處都是。

值得一提的是,以前有人以為貓舌頭上的乳狀突起(或稱絲狀乳頭)是讓牠們有效率喝水的原因之一,但這次卻發現,這些舌上突起物完全沒有參與喝水動作。

研究小組甚至模仿貓舌設計了一個機械舌,結果發現要達到貓舌的效率,難度非常高,也證明貓咪舌尖能靈巧控制在地心引力作用於水柱之前,俐落收回。

小組另外也發現,大型貓科動物如虎、豹、獅也是用同樣的方式喝水,不過體型越大的,吞吐舌頭所需時間愈長。這篇研究發表在著名期刊Science上。

資料來源/Science

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