看到好多朋友讯问关于如何计算猛兽咬力的问题, 也有人质疑我提供的数据, 更有人发信给我的老师来问这个问题。我想, 是时候来向各位阐述答义的时候了。
首先,咬力是一个力学问题,生物结构复杂,形态各异,而且又是一个功能众多的有机体,因此,要计算动物的咬力所牵涉的力学问题要远比测试一般的机械受力、建筑沉力复杂。同时,所有发表、报道的有关咬力的数据,都是推测估算性的,而非绝对的定量定值。
食肉兽咬合时,作用于颌部、牙齿的力的产生牵涉到好多方面。近年来对食肉兽的生物力学研究表明,有三个部位产生的力决定着食肉兽杀伤力的大小:颞肌群、咬肌群和犬齿。当一头虎或狮张开大口准备咬杀猎物时,颞肌牵动、收缩所产生的力决定了这些大猫张开双颌的力量, 当双颌闭合时, 所涉及的力是由咬肌群产生的。最后咬合时所产生的力全部集中作用于犬齿。如何计算出这些力?
下面以计算双颌咬合时产生的力为例,向大家说明咬力的计算。目前约定成俗的方法是, 咬合力是通过测算:1颞肌群面积乘以颞肌群质心力矩(矢量)2 咬肌群面积乘以咬肌群质心力矩,3 两者相加, 4 除以上犬齿总质心力矩,力学方程式为:
Bf = (T2It +M2Im)/ Io
其中, Bf代表咬力, T2代表颞肌面积,M2 代表咬肌面积,It 代表颞肌群质心力矩,Im
代表咬肌群质心力矩,IO 代表上犬齿总质心力矩。
这个方程式适用于所有的食肉兽。因此,决定咬力大小的关键是颞肌、咬肌的面积。现生食肉兽中,咬力最大的类群有三个, 分别是猫科、熊科和鼬科。
如果坛子上的各位有幸能够接触真实的头骨标本,就有机会来测算这些猛兽的咬力。当然,决定咬力大小还有其它因素:肌肉收缩时产生的最大等压收缩力, 头骨面颅的形态, 颌、颧弓的长宽比例、头骨的绝对尺寸。
还有一点要提一下,有人用体重来估测猛兽的咬力,事实上这并不科学, 动物咬力的产生和其体重并没有绝对的正相关关系。
首先,咬力是一个力学问题,生物结构复杂,形态各异,而且又是一个功能众多的有机体,因此,要计算动物的咬力所牵涉的力学问题要远比测试一般的机械受力、建筑沉力复杂。同时,所有发表、报道的有关咬力的数据,都是推测估算性的,而非绝对的定量定值。
食肉兽咬合时,作用于颌部、牙齿的力的产生牵涉到好多方面。近年来对食肉兽的生物力学研究表明,有三个部位产生的力决定着食肉兽杀伤力的大小:颞肌群、咬肌群和犬齿。当一头虎或狮张开大口准备咬杀猎物时,颞肌牵动、收缩所产生的力决定了这些大猫张开双颌的力量, 当双颌闭合时, 所涉及的力是由咬肌群产生的。最后咬合时所产生的力全部集中作用于犬齿。如何计算出这些力?
下面以计算双颌咬合时产生的力为例,向大家说明咬力的计算。目前约定成俗的方法是, 咬合力是通过测算:1颞肌群面积乘以颞肌群质心力矩(矢量)2 咬肌群面积乘以咬肌群质心力矩,3 两者相加, 4 除以上犬齿总质心力矩,力学方程式为:
Bf = (T2It +M2Im)/ Io
其中, Bf代表咬力, T2代表颞肌面积,M2 代表咬肌面积,It 代表颞肌群质心力矩,Im
代表咬肌群质心力矩,IO 代表上犬齿总质心力矩。
这个方程式适用于所有的食肉兽。因此,决定咬力大小的关键是颞肌、咬肌的面积。现生食肉兽中,咬力最大的类群有三个, 分别是猫科、熊科和鼬科。
如果坛子上的各位有幸能够接触真实的头骨标本,就有机会来测算这些猛兽的咬力。当然,决定咬力大小还有其它因素:肌肉收缩时产生的最大等压收缩力, 头骨面颅的形态, 颌、颧弓的长宽比例、头骨的绝对尺寸。
还有一点要提一下,有人用体重来估测猛兽的咬力,事实上这并不科学, 动物咬力的产生和其体重并没有绝对的正相关关系。