Kuidas seepia liigub? tindi hinged

Loodusloogika on lastele kõige kättesaadavam ja kasulikum loogika.

Konstantin Dmitrijevitš Ušinski(03.03.1823–01.03.1871) - vene õpetaja, teadusliku pedagoogika rajaja Venemaal.

BIOFÜÜSIKA: JET EDENDAMINE ELUSLOODUSES

Soovitan roheliste lehtede lugejatel uurida biofüüsika põnev maailm ja peamist tundma õppida reaktiivjõu põhimõtted eluslooduses. Tänane programm: millimallikas nurk- Musta mere suurim millimallikas, kammkarbid, ettevõtlik kiili vastne, maitsev kalmaar oma konkurentsitu reaktiivmootoriga ja imelised illustratsioonid nõukogude bioloogilt ja loomade maalija Kondakov Nikolai Nikolajevitš.

Metsloomade reaktiivjõu põhimõttel liigub hulk loomi, näiteks meduusid, kammkarbid, kiigli vastsed, kalmaar, kaheksajalg, seepia ... Saame mõnega neist lähemalt tuttavaks ;-)

Jet viis meduuside liigutamiseks

Meduusid on meie planeedi üks iidsemaid ja arvukamaid kiskjaid! Meduuside keha koosneb 98% ulatuses veest ja koosneb suures osas jootmisest sidekoe – mesoglea toimib nagu luustik. Mesoglea aluseks on valk kollageen. Meduusi želatiinne ja läbipaistev keha on kellukese või vihmavarju kujuline (läbimõõt alates mõnest millimeetrist kuni 2,5 m). Enamik meduusid liigub reaktiivne viis surudes vihmavarju õõnsusest vett välja.

Meduus Cornerota(Rhizostomae), sküüfide klassi koelenteraatide eraldumine. Meduusid ( kuni 65 cm läbimõõduga) puuduvad marginaalsed kombitsad. Suu servad on piklikud suusagarateks, millel on arvukad voltid, mis kasvavad kokku, moodustades palju sekundaarseid suuavasid. Suusagarate puudutamine võib põhjustada valusaid põletusi kipitavate rakkude toime tõttu. Umbes 80 liiki; Nad elavad peamiselt troopilistes, harvem parasvöötme meredes. Venemaal - 2 tüüpi: Rhizostoma pulmo levinud must ja Aasovi mered, Rhopilema asamushi leitud Jaapani merest.

Jet põgeneda meri kammkarp karbid

Merikarpide kammkarbid, tavaliselt lebab vaikselt põhjas, kui neile läheneb nende peamine vaenlane - veetlevalt aeglane, kuid äärmiselt salakaval kiskja - meritäht- pigistage järsult nende kesta ventiilid, surudes sellest vett jõuga välja. Seega kasutades reaktiivjõu põhimõte, hõljuvad nad üles ja jätkates kesta avamist ja sulgemist, suudavad ujuda märkimisväärse vahemaa. Kui kammkarbil pole mingil põhjusel aega endaga põgeneda reaktiivlennuk, meritäht haarab sellest kätega kinni, avab kesta ja sööb ...

Kammkarp(Pecten), mereselgrootute perekond kahepoolmeliste (Bivalvia) klassi. Kammkarp on ümardatud sirge liigendservaga. Selle pind on kaetud ülaosast lahknevate radiaalsete ribidega. Kooriklapid on suletud ühe tugeva lihasega. Pecten maximus, Flexopecten glaber elavad Mustas meres; Jaapani meres ja Okhotski meres - Mizuhopecten yessoensis ( kuni 17 cm läbimõõduga).

Rocker Dragonfly reaktiivpump

temperament kiili vastsed, või tuhkjas(Aeshna sp.) mitte vähem röövellik kui tema tiivulised sugulased. Kaks ja mõnikord neli aastat elab ta veealuses kuningriigis, roomab mööda kivist põhja, jälgides väikseid veeelanikke, kaasates oma toidulauale mõnuga üsna suurekaliibrilisi kulleseid ja maimu. Ohuhetkedel tõuseb kiili vastne lendu ja tõmbleb edasi, ajendatuna imelise inimese tööst. reaktiivpump. Võttes vett tagasoolde ja visates selle siis järsult välja, hüppab vastne tagasilöögi jõul edasi. Seega kasutades reaktiivjõu põhimõte, varjab kiigli vastne teda jälitava ohu eest enesekindlate jõnksudega.

Kalmaaride närvilise "kiirtee" reaktiivsed impulsid

Kõigil ülaltoodud juhtudel (meduuside, kammkarpide, kivikiili vastsete reaktiivjõu põhimõtted) eraldatakse tõuked ja tõmblused üksteisest märkimisväärsete ajavahemike järel, seetõttu ei saavutata suurt liikumiskiirust. Liikumiskiiruse suurendamiseks, teisisõnu reaktiivimpulsside arv ajaühikus, vaja suurenenud närvijuhtivus mis stimuleerivad lihaste kokkutõmbumist, teenindavad elavat reaktiivmootorit. Nii suur juhtivus on võimalik suure närvi läbimõõduga.

On teada, et kalmaaridel on loomariigi suurimad närvikiud. Keskmiselt ulatuvad nad 1 mm läbimõõduni - 50 korda suuremad kui enamikul imetajatel - ja nad juhivad ergastust kiirusega 25 m/s. Ja kolmemeetrine kalmaar dosidicus(ta elab Tšiili ranniku lähedal) närvide paksus on fantastiliselt suur - 18 mm. Närvid jämedad kui köied! Aju signaalid - kokkutõmmete tekitajad - tormavad mööda kalmaari närvilist "kiirteed" autokiirusel - 90 km/h.

Tänu kalmaaridele on närvide elutähtsa tegevuse uurimine alates 20. sajandi algusest kiiresti edenenud. "Ja kes teab, kirjutab Briti loodusteadlane Frank Lane, võib-olla on nüüd inimesi, kes võlgnevad kalmaarile, et nende närvisüsteem on normaalses seisundis ... "

Kalmaari kiirust ja manööverdusvõimet seletab ka suurepärane hüdrodünaamilised vormid looma keha, miks kalmaar ja hüüdnimega "elav torpeedo".

kalmaarid(Teuthoidea), alamühing peajalgsed kümnejalgne salk. Suurus on tavaliselt 0,25-0,5 m, kuid mõned liigid on suurimad selgrootud(kalmaarid perekonnast Architeuthis jõuavad 18 m, sealhulgas kombitsate pikkus).
Kalmaaride keha on piklik, tagant terav, torpeedokujuline, mis määrab nende suure liikumiskiiruse nagu vees ( kuni 70 km/h) ja õhus (kalmaarid võivad veest kõrgele välja hüpata kuni 7 m).

Squid reaktiivmootor

Reaktiivmootor Iseloomulik on ka , mida kasutatakse nüüd torpeedodes, lennukites, rakettides ja kosmosemürskudes peajalgsed - kaheksajalad, seepia, kalmaar. Suurimat huvi pakuvad tehnikud ja biofüüsikud kalmaari reaktiivmootor. Pöörake tähelepanu sellele, kui lihtsalt ja minimaalse materjalikuluga loodus selle keerulise ja siiani ületamatu ülesande lahendas ;-)

Sisuliselt on kalmaaril kaks põhimõtteliselt erinevat mootorit ( riis. 1a). Aeglaselt liikudes kasutab see suurt rombikujulist uime, mis perioodiliselt paindub mööda keha liikuva laine kujul. Kalmaar kasutab kiireks viskamiseks reaktiivmootorit.. Selle mootori aluseks on mantel - lihasesse. See ümbritseb molluski keha igast küljest, moodustades peaaegu poole selle keha mahust, ja moodustab omamoodi reservuaari - mantliõõs - elava raketi "põlemiskamber". millesse perioodiliselt vett imetakse. Mantliõõnes on lõpused ja siseorganid kalmaar ( riis. 1b).

Jetiga ujumisviisiga loom imeb piirkihist laia avatud vahevöölõhe kaudu vett mantliõõnde. Mantlivahe on spetsiaalsete "nööpide mansetinööpidega" tihedalt "kinnitatud" pärast seda, kui elava mootori "põlemiskamber" on täidetud mereveega. Mantlivahe asub kalmaari keha keskosa lähedal, kus see on kõige paksusega. Looma liikumist põhjustav jõud tekib veejoa väljutamisega läbi kitsa lehtri, mis asub kalmaari kõhupinnal. See lehter või sifoon, - elava reaktiivmootori "düüs"..

Mootori "düüs" on varustatud spetsiaalse ventiiliga ja lihased saavad seda pöörata. Muutes lehtri-düüsi paigaldusnurka ( riis. 1c), ujub kalmaar võrdselt hästi nii ette kui taha (tagasi ujudes ulatub lehter piki korpust ja klapp surutakse vastu selle seina ega sega vahevööõõnest voolavat veejuga; kui kalmaar peab edasi liikuma, lehtri vaba ots pikeneb ja paindub vertikaaltasapinnas mõnevõrra, selle väljalaskeava on volditud ja klapp võtab painutatud asendi). Joa tõukejõud ja vee imemine vahevööõõnde järgneb märkamatu kiirusega üksteise järel ning kalmaar kihutab rakettina läbi ookeanisinise.

Kalmaar ja selle reaktiivmootor – joonis 1

1a) kalmaar - elav torpeedo; 1b) kalmaari reaktiivmootor; 1c) düüsi ja selle klapi asend kalmaari edasi-tagasi liikumisel.

Loom kulutab vee sissevõtmisele ja selle väljutamisele sekundi murdosa. Imedes vett aeglase inertsiaalse liikumise perioodidel keha tagumises osas asuvasse vahevöö õõnsusse, imeb kalmaar sellega piirkihi välja, vältides seega voolu eraldumist ebastabiilse ümbervoolu ajal. Suurendades väljutatava vee kogust ja suurendades vahevöö kokkutõmbumist, suurendab kalmaar kergesti liikumiskiirust.

Kalmaari reaktiivmootor on väga ökonoomne, et see saavutaks kiiruse 70 km/h; mõned teadlased usuvad, et isegi 150 km/h!

Insenerid on juba loonud kalmaari reaktiivmootoriga sarnane mootor: See veekahur töötavad tavalise bensiiniga või diiselmootor. Miks kalmaari reaktiivmootor köidab endiselt inseneride tähelepanu ja on biofüüsikute hoolika uurimistöö objekt? Vee all töötamiseks on mugav omada seadet, mis töötab ilma juurdepääsuta atmosfääriõhk. Inseneride loominguline otsing on suunatud disaini loomisele hüdroreaktiivmootor, sarnane õhujoa…

Suurepäraste raamatute põhjal:
"Biofüüsika füüsikatundides" Cecilia Bunimovna Katz,
Ja "Mere primaadid" Igor Ivanovitš Akimushkina

Kondakov Nikolai Nikolajevitš (1908–1999) – Nõukogude bioloog, loomade maalija, bioloogiateaduste kandidaat. Tema peamine panus bioloogiateadusesse olid joonistused erinevatest fauna esindajatest. Need illustratsioonid on sisaldunud paljudes väljaannetes, nt Suur Nõukogude entsüklopeedia, NSV Liidu punane raamat, loomaatlastes ja õppevahendites.

Akimuškin Igor Ivanovitš (01.05.1929–01.01.1993) – Nõukogude bioloog, kirjanik - bioloogia populariseerija, loomade elu käsitlevate populaarteaduslike raamatute autor. Üleliidulise Seltsi "Teadmiste" preemia laureaat. NSV Liidu Kirjanike Liidu liige. Igor Akimuškini kuulsaim väljaanne on kuueköiteline raamat "Loomade maailm".

Selle artikli materjalid on kasulikud mitte ainult kasutamiseks füüsika tundides Ja bioloogia aga ka koolivälises tegevuses.
Biofüüsikaline materjal on äärmiselt kasulik õpilaste tähelepanu mobiliseerimiseks, abstraktsete sõnastuste muutmiseks millekski konkreetseks ja lähedaseks, mõjutades mitte ainult intellektuaalset, vaid ka emotsionaalset sfääri.

Kirjandus:
§ Katz Ts.B. Biofüüsika füüsikatundides

§ § Akimušhkin I.I. Mere primaadid
Moskva: kirjastus "Mõte", 1974
§ Tarasov L.V. Füüsika looduses
Moskva: Valgustusaja kirjastus, 1988

Reaktiivmootor looduses ja tehnoloogias on väga levinud nähtus. Looduses tekib see siis, kui üks kehaosa eraldub teatud kiirusega mõnest teisest osast. Sellisel juhul ilmneb reaktsioonijõud ilma antud organismi vastasmõjuta väliskehadega.

Selleks, et mõista, mis on kaalul, on kõige parem pöörduda näidete poole. looduses ja tehnoloogias on palju. Kõigepealt räägime sellest, kuidas loomad seda kasutavad ja seejärel kuidas seda tehnoloogias rakendatakse.

Meduusid, kiili vastsed, plankton ja molluskid

Paljud meres ujudes kohtasid meduusid. Vähemalt Mustas meres on neid piisavalt. Kuid mitte kõik ei arvanud, et meduusid liiguvad ainult reaktiivjõu abil. Dragonfly vastsed, aga ka mõned mereplanktoni esindajad, kasutavad sama meetodit. Seda kasutavate selgrootute mereloomade efektiivsus on sageli palju suurem kui tehnilistel leiutistel.

Paljud molluskid liiguvad meile huvi pakkuval viisil. Näideteks on seepia, kalmaar, kaheksajalg. Eelkõige suudab kammkarbi meremollusk edasi liikuda veejoa abil, mis väljub kestast, kui selle klapid on järsult kokku surutud.

Ja need on vaid mõned näited loomamaailma elust, mida võib tuua, paljastades teema: "Jet tõukejõud igapäevaelus, looduses ja tehnoloogias."

Kuidas seepia liigub

Väga huvitav on selles osas ka seepia. Nagu paljud peajalgsed, liigub see vees järgmise mehhanismi abil. Keha ees asuva spetsiaalse lehtri ja külgmise pilu kaudu võtab seepia oma lõpuseõõnde vett. Siis viskab ta selle jõuliselt läbi lehtri välja. Seepia suunab lehtri toru tagasi või külili. Sel juhul saab liikumist läbi viia erinevates suundades.

Meetod, mida salpa kasutab

Uudishimulik on ka salpa kasutatav meetod. See on läbipaistva kehaga merelooma nimi. Liikumisel tõmbab salpa vett sisse, kasutades selleks eesmist ava. Vesi on laias õõnsuses ja lõpused asuvad selle sees diagonaalselt. Auk sulgub, kui salpa võtab suure lonksu vett. Tema põiki- ja pikisuunalised lihased tõmbuvad kokku, kogu looma keha tõmbub kokku. Tagumise augu kaudu surutakse vesi välja. Loom liigub väljavoolava joa reaktsiooni tõttu edasi.

Kalmaar - "elusad torpeedod"

Võib-olla on kõige huvitavam reaktiivmootor, mis kalmaaril on. Seda looma peetakse kõige rohkem peamine esindaja selgrootud, kes elavad suurtes ookeanisügavustes. Reaktiivlennukiga navigeerimisel on kalmaarid saavutanud tõelise täiuslikkuse. Isegi nende loomade keha meenutab oma väliste vormidega raketti. Või õigemini, see rakett kopeerib kalmaari, kuna just tema omab selles küsimuses vaieldamatut paremust. Kui teil on vaja aeglaselt liikuda, kasutab loom selleks suurt rombikujulist uime, mis aeg-ajalt paindub. Kui vajad kiiret viset, tuleb appi reaktiivmootor.

Kõigist külgedest ümbritseb molluski keha mantel - lihaskude. Peaaegu pool looma keha kogumahust langeb tema õõnsuse mahule. Kalmaar kasutab vahevööõõnsust enda liikuma panemiseks, imedes sinna vett. Seejärel paiskab ta järsult välja kogunenud veejoa läbi kitsa düüsi. Selle tulemusena liigub ta suurel kiirusel tõmblustega tahapoole. Samal ajal voldib kalmaar kõik oma 10 kombitsat pea kohal sõlme, et omandada voolujooneline kuju. Otsal on spetsiaalne klapp ja looma lihased saavad seda pöörata. Seega muutub liikumise suund.

Muljetavaldav kalmaari liikumiskiirus

Pean ütlema, et kalmaari mootor on väga ökonoomne. Kiirus, mida ta suudab arendada, võib ulatuda 60–70 km / h. Mõned teadlased usuvad isegi, et see võib ulatuda kuni 150 km/h. Nagu näete, nimetatakse kalmaari põhjusega "elavaks torpeedoks". Ta võib pöörduda parem pool, painutades alla, üles, vasakule või paremale kombitsad volditud kimpu.

Kuidas kalmaar kontrollib liikumist

Kuna rool on looma enda mõõtmetega võrreldes väga suur, siis selleks, et kalmaar saaks kergesti vältida kokkupõrget takistusega, isegi liikudes maksimaalne kiirus piisab vaid kergest rooli liigutamisest. Kui seda järsult pöörata, tormab loom kohe juurde tagakülg. Kalmaar painutab lehtri otsa tagasi ja selle tulemusena võib ta pea ees libiseda. Kui ta kaardab selle paremale, paiskub ta reaktiivtõukejõul vasakule. Kui aga on vaja kiiresti ujuda, asub lehter alati otse kombitsate vahel. Loom tormab sel juhul sabaga ette, nagu kiirkõndiv jõevähk, kui tal oleks hobuse väledus.

Juhul, kui pole vaja kiirustada, ujuvad seepia ja kalmaar, samal ajal uimesid lainetades. Miniatuursed lained jooksevad läbi nende eest taha. Kalmaar ja seepia libisevad graatsiliselt. Nad turgutavad end vaid aeg-ajalt mantli alt väljuva veejoaga. Sellistel hetkedel on selgelt nähtavad eraldi löögid, mida mollusk veejugade purske ajal saab.

lendav kalmaar

Mõned peajalgsed võivad kiirendada kuni 55 km/h. Tundub, et otsemõõtmisi pole keegi teinud, kuid sellise arvu saame anda lendavate kalmaaride ulatuse ja lennukiiruse põhjal. Selgub, et neid on. Stenoteuthis kalmaar on kõigi molluskite parim piloot. Inglise meremehed kutsuvad seda lendavaks kalmaariks (flying squid). Sellel loomal, kelle foto on ülaltoodud, on väike suurus, umbes heeringa suurune. Ta jälitab kalu nii kiiresti, et hüppab sageli veest välja, paiskudes noolena üle selle pinna. Seda nippi kasutab ta ka siis, kui teda ohustavad kiskjad – makrell ja tuunikala. Pärast vees maksimaalse reaktiivtõukejõu väljatöötamist hakkab kalmaar õhku tõusma ja lendab seejärel üle 50 meetri lainete kohal. Lennates on see nii kõrgel, et lendavad kalmaarid kukuvad sageli laevade tekile. 4-5 meetrine kõrgus pole nende jaoks sugugi rekord. Mõnikord lendavad lendavad kalmaarid veelgi kõrgemale.

Briti karpide uurija dr Rhys oma teaduslik artikkel kirjeldas nende loomade esindaja, kelle kehapikkus oli vaid 16 cm, kuid samal ajal suutis ta läbi õhu lennata paraja vahemaa, misjärel ta maandus jahi sillale. Ja selle silla kõrgus oli peaaegu 7 meetrit!

On aegu, kus laevale kukub korraga palju lendavaid kalmaare. Muistne kirjanik Trebius Niger rääkis kord kurva loo laevast, mis näis nende mereloomade raskust mitte taluvat ja uppus. Huvitaval kombel suudavad kalmaarid õhku tõusta ka ilma kiirenduseta.

lendavad kaheksajalad

Kaheksajalgadel on ka lennuvõime. Prantsuse loodusteadlane Jean Verany vaatas, kuidas üks neist oma akvaariumis kiirendas ja siis järsku veest välja hüppas. Loom kirjeldas umbes 5-meetrist kaare õhus ja kukkus seejärel akvaariumi. Hüppeks vajaliku kiiruse saavutanud kaheksajalg liikus mitte ainult tänu joa tõukejõud. Ta aerutas ka kombitsatega. Kaheksajalad on kottis, seega ujuvad nad kehvemini kui kalmaarid, kuid kriitilistel hetkedel suudavad need loomad anda koefitsiendi parimatele sprinteritele. California akvaariumi töötajad tahtsid teha fotot kaheksajalast, kes ründab krabi. Saagile kihutav kaheksajalg arendas aga sellist kiirust, et isegi erirežiimi kasutades osutusid fotod uduseks. See tähendab, et vise kestis sekundi murdosa!

Kaheksajalad ujuvad aga tavaliselt üsna aeglaselt. Teadlane Joseph Signl, kes uuris kaheksajalgade rännet, leidis, et kaheksajalg, mille suurus on 0,5 m, ujub keskmise kiirusega umbes 15 km/h. Iga veejuga, mille ta lehtrist välja paiskab, liigutab teda edasi (täpsemalt tahapoole, kuna ta ujub tagurpidi) umbes 2-2,5 m.

"Kurgi pritsimine"

Reaktiivjõu kasutamist looduses ja tehnoloogias võib käsitleda, kasutades selle illustreerimiseks näiteid taimemaailmast. Üks kuulsamaid on valminud viljad nn Nad põrkuvad varre küljest lahti vähimagi puudutuse korral. Seejärel väljutatakse selle tulemusena tekkinud august suure jõuga spetsiaalne kleepuv vedelik, milles asuvad seemned. Kurk ise lendab kuni 12 m kaugusel vastassuunas.

Impulsi jäävuse seadus

Rääkige sellest kindlasti, võttes arvesse reaktiivjõudu looduses ja tehnoloogias. Teadmised võimaldavad meil muuta eelkõige meie enda liikumiskiirust, kui sees oleme avatud ala. Näiteks istud paadis ja sul on mõned kivid kaasas. Kui viskate need kindlas suunas, liigub paat vastupidises suunas. See seadus kehtib ka avakosmoses. Sel eesmärgil nad aga kasutavad

Milliseid muid näiteid reaktiivjõu kasutamisest looduses ja tehnoloogias võib märkida? Väga hästi illustreerib impulsi jäävuse seadust relva näide.

Teatavasti kaasneb selle lasuga alati tagasilöök. Oletame, et kuuli kaal oleks võrdne relva raskusega. Sel juhul lendaksid nad laiali sama kiirusega. Tagasilöök toimub seetõttu, et tekib reaktiivjõud, kuna seal on äravisatud mass. Tänu sellele jõule on liikumine tagatud nii õhuvabas ruumis kui ka õhus. Mida suurem on väljavoolavate gaaside kiirus ja mass, seda suuremat tagasilöögijõudu meie õlg tunneb. Sellest lähtuvalt on reaktiivjõud seda suurem, mida tugevam on relva reaktsioon.

Unistab kosmosesse lendamisest

Reaktiivmootor looduses ja tehnoloogias on olnud teadlastele uute ideede allikas juba aastaid. Inimkond on palju sajandeid unistanud kosmosesse lendamisest. Tuleb eeldada, et reaktiivjõu kasutamine looduses ja tehnikas ei ole end sugugi ammendanud.

Ja kõik sai alguse unenäost. Mitu sajandit tagasi pakkusid meile ulmekirjanikud erinevaid vahendeid kuidas seda soovitud eesmärki saavutada. 17. sajandil lõi prantsuse kirjanik Cyrano de Bergerac loo lennust Kuule. Tema kangelane jõudis raudvaguniga Maa satelliidile. Selle kujunduse kohal viskas ta pidevalt tugeva magnetiga. Tema poole meelitatud vagun tõusis Maast kõrgemale ja kõrgemale. Lõpuks jõudis ta Kuule. Teine kuulus tegelane, parun Münchausen, ronis Kuule oavarrel.

Muidugi teati tol ajal vähe sellest, kuidas reaktiivjõu kasutamine looduses ja tehnikas võib elu lihtsamaks teha. Kuid fantastiline lend avas loomulikult uusi horisonte.

Teel silmapaistva avastuse poole

Hiinas 1. aastatuhande lõpus e.m.a. e. leiutas reaktiivjõu, mis käitas rakette. Viimased olid lihtsalt püssirohuga täidetud bambustorud. Need raketid lasti välja nalja pärast. Reaktiivmootorit kasutati ühes esimestest autode disainidest. See idee kuulus Newtonile.

N.I. mõtles ka sellele, kuidas looduses ja tehnikas tekib reaktiivjõud. Kibalchich. See on Vene revolutsionäär, reaktiivlennuki esimese projekti autor, mis on mõeldud inimesele sellel lendamiseks. Revolutsionäär hukati kahjuks 3. aprillil 1881. aastal. Kibalchitšit süüdistati Aleksander II mõrvakatses osalemises. Juba vanglas, oodates surmaotsuse täideviimist, jätkas ta selle uurimist huvitav nähtus, reaktiivse liikumisena looduses ja tehnoloogias, mis tekib objekti osa eraldamisel. Nende uuringute tulemusena töötas ta välja oma projekti. Kibalchich kirjutas, et see idee toetas teda tema positsioonil. Ta on valmis oma surmale rahulikult vastu astuma, teades, et nii tähtis avastus ei sure koos temaga.

Kosmoselennu idee elluviimine

Reaktiivjõu avaldumist looduses ja tehnoloogias jätkas K. E. Tsiolkovski (tema foto on esitatud ülal). 20. sajandi alguses pakkus see suur vene teadlane välja idee kasutada kosmoselendudeks rakette. Tema artikkel sellel teemal ilmus 1903. aastal. See esitas matemaatilise võrrandi, millest sai astronautika jaoks kõige olulisem. Seda tuntakse meie ajal "Tsiolkovski valemina". See võrrand kirjeldas muutuva massiga keha liikumist. Oma hilisemates kirjutistes esitas ta skeemi rakettmootorist, mida toidab vedelkütus. Tsiolkovski, uurides reaktiivjõu kasutamist looduses ja tehnoloogias, töötas välja mitmeastmelise raketi disaini. Talle kuulub ka idee võimalusest luua Maa-lähedasele orbiidile terveid kosmoselinnasid. Need on avastused, milleni teadlane jõudis looduses ja tehnoloogias reaktiivjõudu uurides. Raketid, nagu näitas Tsiolkovski, on ainsad sõidukid, mis suudavad raketist jagu saada, määratles ta mehhanismina, millel on reaktiivmootor, mis kasutab sellel asuvat kütust ja oksüdeerijat. See seade muudab kütuse keemilise energia, mis muutub gaasijoa kineetiliseks energiaks. Rakett ise hakkab liikuma vastupidises suunas.

Lõpuks läksid teadlased, kes olid uurinud kehade reaktiivset liikumist looduses ja tehnoloogias, üle praktikale. Inimkonna kauaaegse unistuse elluviimine oli ulatuslik ülesanne. Ja rühm Nõukogude teadlasi eesotsas akadeemik S. P. Koroleviga sai sellega hakkama. Ta viis ellu Tsiolkovski idee. Esiteks tehissatelliit meie planeet lasti NSV Liidus teele 4. oktoobril 1957. Sel juhul kasutati loomulikult raketti.

Yu. A. Gagarin (ülal pildil) oli mees, kellel oli au lennata esimesena avakosmosesse. See maailma jaoks oluline sündmus leidis aset 12. aprillil 1961. aastal. Gagarin satelliitlaeval "Vostok" tiirutas kogu Maa. NSV Liit oli esimene riik, mille raketid jõudsid Kuule, lendasid selle ümber ja pildistasid Maalt nähtamatut külge. Lisaks olid venelased need, kes esimest korda Veenust külastasid. Nad tõid selle planeedi pinnale teaduslikud instrumendid. Ameerika astronaut Neil Armstrong on esimene inimene, kes kõnnib Kuu pinnal. Ta maandus sellele 20. juulil 1969. aastal. 1986. aastal uurisid Vega-1 ja Vega-2 (NSVL-ile kuuluvad laevad) lähedalt Halley komeeti, mis läheneb Päikesele vaid kord 76 aasta jooksul. Kosmoseuuringud jätkuvad...

Nagu näete, on füüsika väga oluline ja kasulik teadus. Reaktiivmootor looduses ja tehnoloogias on vaid üks huvitavaid küsimusi mida selles peetakse. Ja selle teaduse saavutused on väga-väga märkimisväärsed.

Kuidas kasutatakse reaktiivjõudu tänapäeval looduses ja tehnikas

Füüsikas on viimastel sajanditel tehtud eriti olulisi avastusi. Kuigi loodus jääb praktiliselt muutumatuks, areneb tehnoloogia kiires tempos. Tänapäeval kasutavad reaktiivjõu põhimõtet laialdaselt mitte ainult erinevad loomad ja taimed, vaid ka astronautikas ja lennunduses. Kosmoses pole keskkonda, mida keha saaks kasutada oma kiiruse mooduli ja suuna muutmiseks suhtlemiseks. Seetõttu saab vaakumis lendamiseks kasutada ainult rakette.

Tänapäeval kasutatakse reaktiivjõudu aktiivselt igapäevaelus, looduses ja tehnikas. See pole enam müsteerium nagu varem. Inimkond ei tohiks aga sellega peatuda. Ees ootavad uued horisondid. Tahaks uskuda, et artiklis lühidalt kirjeldatud reaktiivmootor looduses ja tehnoloogias inspireerib kedagi uutele avastustele.

Seepia (Seepia) kuulub peajalgsete klassi. Sellesse rühma kuulub umbes 30 inimest. kaasaegsed liigid. Seepia on peajalgsetest väikseimad. Enamikul liikidel ulatub keha pikkus 20 cm ja sisse väikesed liigid- 1,8-2 cm Ainult ühe liigi - laiavarrelise seepia - pikkus on koos "kätega" 150 cm. Seepia elab peamiselt ranniku lähedal madalas vees Atlandi ookeani ja Vahemere troopilistes ja subtroopilistes meredes.

Struktuur

Seepia ehitus sarnaneb paljuski teiste peajalgsete ehitusega. Selle keha kujutab naha-lihaskotti (nn mantel) ja see on pikliku ovaalse kujuga, kergelt lamestatud ja ei muutu suuruses (näiteks kaheksajalad pressivad kergesti kitsastesse pragudesse). Seepia puhul on pea keha külge sulandunud. Peas on suured keeruka ehitusega silmad ja pilulaadne pupill ning selle esiosas on omamoodi toidu purustamiseks mõeldud nokk. Nokk on peidetud kombitsate vahele.

Molluski kehast ulatuvad välja kaheksa lühikest kombitsat-kätt ja kaks pikka haaravat kombitsat, mis kõik on täpilised imikutega. Rahulikus olekus on seepia "käed" kokku pandud ja ette sirutatud, andes nii kehale voolujoonelise välimuse. Haaravad kombitsad on peidetud spetsiaalsetesse silmade alla taskutesse ja lendavad sealt välja alles jahi ajal. Isastel erineb üks käsi oma struktuurilt teistest ja on mõeldud emaste viljastamiseks.

Seepia keha külgedel on äärise kujul piklikud uimed, mis hõlbustavad liikumist. Seepia kiirendab oma liikumist vees läbi mitme äkilised liigutused. See tõmbab vett survekambrisse, mis surub kokku, et pea all olevast sifoonist vesi välja lasta. Karp muudab suunda selle sifooni ava keerates. Seepia erineb teistest peajalgsetest sisemise lubjarikka kesta olemasolu poolest laia plaadi kujul, mis katab kogu selja ja kaitseb siseorganeid. Seepia sisemine kest on ehitatud aragoniidist. See aine moodustab nn seepia luu, mis vastutab molluski ujuvuse eest. Seepia reguleerib oma ujuvust gaasi ja vedeliku suhtega selle luu sees, mis on jagatud väikesteks kambriteks.

Ülejäänud siseorganid seepiatel on paigutatud samamoodi nagu teistel peajalgsete esindajatel. Sellel loomal on kolm südant: üks süda kahe lõpuse jaoks ja üks süda ülejäänud keha jaoks. Seepiatel on sinakasroheline veri, kuna selles sisalduv pigment hemotsüaniin on küllastunud vaske sisaldavate valkudega, mis on võimelised kaua aega"säilitada" hapnikku, vältides molluski lämbumist suurel sügavusel. Samuti on seepiatel tindikott, mis toodab väga suur hulk tint võrreldes teiste peajalgsetega. Tindiaine on pruun ja seda nimetatakse seepiaks. Omades sellist kaitsevahendit, kasutab seepia seda viimase abinõuna otse kaitseks.

Seepia värvus on väga muutlik. Nende naha struktuuris on kolm kihti kromatofoore (värvivad pigmendirakud): pinnal on helekollane kiht, keskmine on oranžikaskollane kiht ja tume kiht, mis asub kahe eelmise kihi all. Üleminek ühelt toonilt teisele on reguleeritav närvisüsteem ja see juhtub sekundi jooksul. Värvide mitmekesisuse, mustri keerukuse ja selle muutumise kiiruse poolest on need loomad võrreldamatud. Mõned seepiatüübid võivad luminestseeruda. Värvimuutust ja luminestsentsi kasutab mollusk kamuflaažiks.

paljunemine

Seepia elavad üksi, väga harva väikestes karjades ja elavad istuvat eluviisi. Pesitsusperioodil moodustavad nad suuri kogumeid ja võivad rännata. Tavaliselt ujuvad seepia põhjast lühikese vahemaa tagant, saagile jälile jõudes, seda nähes hetkeks tardub ja siis kiire liigutusega ohvrist mööda. Kui seepia on ohus, heidavad nad põhja pikali ja katavad end uimede lainetusega liivaga. Iseloomult on need loomad väga ettevaatlikud ja pelglikud. Seepia jahib päevasel ajal ja toitub mitmesugustest kaladest, krevettidest, krabidest, molluskitest, ussidest - peaaegu kõigist organismidest, mis liiguvad ja ei ületa oma suurust. Jahipidamise efektiivsuse tõstmiseks puhub mollusk sifoonist liiva veejoa ja püüab kinni joaga pestud väikesed elusolendid. Seepia neelab väikeseid loomi tervelt, suuri tapetakse nokaga.

Seepiatel on palju vaenlasi, kuna nende väike liikumiskiirus muudab nad röövkalade suhtes haavatavaks. Neid molluskeid söövad delfiinid, haid ja raid. Seepiaid nimetatakse nende hea värvikamuflaaži tõttu mõnikord "mere kameeleonideks". keskkond. Kiskjaid jahtides või nende eest põgenedes toetuvad nad rohkem oma maskeerimisvõimele kui kaitsetindile.

Seepia on kahekojalised loomad. Nad sigivad üks kord elus. Isane kohtleb emast väriseva hellusega, ujub lähedal, silitab teda kombitsatega, samal ajal kui mõlemad süttivad erksad värvid. Isasloom toob sperma emasloomale modifitseeritud kombitsaga, munad viljastuvad juba munemise ajal. Seepia munad on musta värvi ja näevad välja nagu viinamarjakobarad; munemisel kinnituvad emased need veealuse taimestiku külge. Mõni aeg pärast kudemist täiskasvanud surevad. Noorloomad sünnivad täielikult vormituna, neil on tindikott ja sisemine kest. Juba esimestest eluhetkedest saavad nad tinti peale kanda. Seepia kasvab kiiresti, kuid ei ela kaua - ainult 1-2 aastat.

Iidsetest aegadest on inimesed jahtinud seepiaid nende tõttu maitsev liha, mida kasutatakse Vahemere ja Hiina köögis. Purustatud kest on osa paljudest hambapastadest. Vanasti kasutati seepia tinti kirjutamiseks ja lahjendati kunstnikele spetsiaalse värvi - seepia - valmistamiseks. Seetõttu võlgnevad inimesed seepiatele lugematul hulgal maalimise ja kirjutamise meistriteoseid.

Teil on imelik kuulda, et pole vähe elusolendeid, kelle jaoks kujuteldav "ennast juustest üles tõstmine" on tavaline viis nende vees liigutamiseks.

Joonis 10. Seepia ujumisliikumine.

Seepia ja üldiselt enamus peajalgseid liiguvad vees sel viisil: nad viivad läbi külgmise pilu ja keha ees oleva spetsiaalse lehtri vesi lõpuseõõnde ning viskavad seejärel läbi nimetatud lehtri jõuliselt välja veejoa. ; samal ajal saavad nad - vastavalt vastutegevuse seadusele - tagurpidi tõuke, mis on piisav ujumiseks üsna kiiresti, keha tagumine külg ettepoole. Seepia võib aga lehtri toru külili või tahapoole suunata ja sealt kiiresti vett välja pigistades liikuda suvalises suunas.

Samal põhineb ka meduuside liikumine: lihaseid kokku tõmbudes surub ta oma kellukakujulise keha alt vee välja, saades vastu tõuke vastupidises suunas. Sarnast tehnikat kasutavad liikumisel salbid, kiilivastsed ja teised veeloomad. Ja ikka kahtlesime, kas niimoodi liikuda saab!

Tähtede poole raketiga

Mis võiks olla ahvatlevam kui lahkuda maakeralt ja reisida läbi tohutu universumi, lennata Maalt Kuule, planeedilt planeedile? Kui palju fantastilisi romaane on sellel teemal kirjutatud! Kes poleks viinud meid väljamõeldud teekonnale läbi taevakehade! Voltaire filmis Micromegas, Jules Verne filmis "Teekond Kuule" ja Hector Servadacus, Wells filmis "Esimesed inimesed Kuul" ja paljud nende jäljendajad tegid kõige huvitavamad reisid taevakehadele – loomulikult unenägudes.

Kas tõesti pole võimalik seda vana unistust kuidagi ellu viia? Kas kõik romaanides nii ahvatleva usutavusega kujutatud vaimukad projektid on tõesti teostamatud? Tulevikus räägime rohkem fantastilistest planeetidevahelise reisimise projektidest; nüüd tutvume selliste lendude tegeliku projektiga, mille pakkus esmakordselt välja meie kaasmaalane K. E. Tsiolkovski.

Kas on võimalik lennukiga Kuule lennata? Muidugi mitte: lennukid ja õhulaevad liiguvad ainult sellepärast, et nad toetuvad vastu õhku, tõrjuvad sellest eemale ning Maa ja Kuu vahel pole õhku. Maailmaruumis ei ole üldiselt piisavalt tihedat keskkonda, millele "planeetidevaheline õhulaev" toetuda. See tähendab, et on vaja välja mõelda selline aparaat, mis oleks võimeline liikuma ja olema juhitav ilma millelegi lootmata.

Oleme juba tuttavad sarnase mürsuga mänguasja kujul - raketiga. Miks mitte teha tohutu rakett, kus on spetsiaalne ruum inimestele, toiduvarud, õhupaagid ja kõik muu? Kujutage ette, et raketis olevad inimesed kannavad endaga kaasas suurt varu põlevaid aineid ja võivad suunata plahvatusohtlike gaaside väljavoolu mis tahes suunas. Saate tõelise juhitava taevalaeva, millel saate seilata maailmaruumi ookeanil, lennata Kuule, planeetidele ... Reisijad saavad plahvatusi kontrollides suurendada selle planeetidevahelise õhulaeva kiirust. vajalik järkjärgulisus, et kiiruse suurenemine oleks neile kahjutu. Kui nad tahtsid mõnele planeedile laskuda, võiksid nad oma laeva pöörates mürsu kiirust järk-järgult vähendada ja seeläbi langemist nõrgendada. Lõpuks saavad reisijad samamoodi Maale naasta.

Teil on imelik kuulda, et pole vähe elusolendeid, kelle jaoks kujuteldav "ennast juustest üles tõstmine" on tavaline viis nende vees liigutamiseks.

Joonis 10. Seepia ujumisliikumine.

Seepia ja üldiselt enamus peajalgseid liiguvad vees sel viisil: nad viivad läbi külgmise pilu ja keha ees oleva spetsiaalse lehtri vesi lõpuseõõnde ning viskavad seejärel läbi nimetatud lehtri jõuliselt välja veejoa. ; samal ajal saavad nad - vastavalt vastutegevuse seadusele - tagurpidi tõuke, mis on piisav ujumiseks üsna kiiresti, keha tagumine külg ettepoole. Seepia võib aga lehtri toru külili või tahapoole suunata ja sealt kiiresti vett välja pigistades liikuda suvalises suunas.

Samal põhineb ka meduuside liikumine: lihaseid kokku tõmbudes surub ta oma kellukakujulise keha alt vee välja, saades vastu tõuke vastupidises suunas. Sarnast tehnikat kasutavad liikumisel salbid, kiilivastsed ja teised veeloomad. Ja ikka kahtlesime, kas niimoodi liikuda saab!

Tähtede poole raketiga

Mis võiks olla ahvatlevam kui lahkuda maakeralt ja reisida läbi tohutu universumi, lennata Maalt Kuule, planeedilt planeedile? Kui palju fantastilisi romaane on sellel teemal kirjutatud! Kes poleks viinud meid väljamõeldud teekonnale läbi taevakehade! Voltaire filmis Micromegas, Jules Verne filmis "Teekond Kuule" ja Hector Servadacus, Wells filmis "Esimesed inimesed Kuul" ja paljud nende jäljendajad tegid kõige huvitavamad reisid taevakehadele – loomulikult unenägudes.

Kas tõesti pole võimalik seda vana unistust kuidagi ellu viia? Kas kõik romaanides nii ahvatleva usutavusega kujutatud vaimukad projektid on tõesti teostamatud? Tulevikus räägime rohkem fantastilistest planeetidevahelise reisimise projektidest; nüüd tutvume selliste lendude tegeliku projektiga, mille pakkus esmakordselt välja meie kaasmaalane K. E. Tsiolkovski.

Kas on võimalik lennukiga Kuule lennata? Muidugi mitte: lennukid ja õhulaevad liiguvad ainult sellepärast, et nad toetuvad vastu õhku, tõrjuvad sellest eemale ning Maa ja Kuu vahel pole õhku. Maailmaruumis ei ole üldiselt piisavalt tihedat keskkonda, millele "planeetidevaheline õhulaev" toetuda. See tähendab, et on vaja välja mõelda selline aparaat, mis oleks võimeline liikuma ja olema juhitav ilma millelegi lootmata.

Oleme juba tuttavad sarnase mürsuga mänguasja kujul - raketiga. Miks mitte teha tohutu rakett, kus on spetsiaalne ruum inimestele, toiduvarud, õhupaagid ja kõik muu? Kujutage ette, et raketis olevad inimesed kannavad endaga kaasas suurt varu põlevaid aineid ja nad võivad plahvatusohtlike gaaside väljavoolu suunata mis tahes suunas. Saate tõelise juhitava taevalaeva, millel saate seilata maailmaruumi ookeanil, lennata Kuule, planeetidele ... Reisijad saavad plahvatusi kontrollides suurendada selle planeetidevahelise õhulaeva kiirust. vajalik järkjärgulisus, et kiiruse suurenemine oleks neile kahjutu. Kui nad tahtsid mõnele planeedile laskuda, võiksid nad oma laeva pöörates mürsu kiirust järk-järgult vähendada ja seeläbi langemist nõrgendada. Lõpuks saavad reisijad samamoodi Maale naasta.

Joonis 11. Planeetidevahelise õhulaeva projekt, mis on paigutatud raketi moodi.

Meenutagem, kuidas hiljuti tegi lennundus oma esimesi arglikke vallutusi. Ja nüüd – lennukid lendavad juba kõrgel õhus, lendavad üle mägede, kõrbete, mandrite, ookeanide. Võib-olla õitseb "astronoomia" kahe või kolme aastakümne pärast sama suurejooneliselt? Siis murrab inimene nähtamatud ahelad, mis on teda nii kaua oma koduplaneedi külge aheldanud, ja tormab universumi piiritu avaruse poole.