Элементарная физика в живой природе: поймёт даже ясельная группа

Есть такие живые существа - водомерки, которые очень ловко передвигаются по воде, будто скользят по ней.

Если присмотреться, то можно увидеть, как ее тонкие лапки, надавливая на поверхность воды, оставляют небольшие выемки, но сама гладь не нарушается. То есть вода будто покрыта какой-то плёнкой, по которой водомерка скользит и не тонет. Вот как раз здесь мы и видим силу поверхностного натяжения воды. Когда поверхность прогибается под очень малым весом насекомого, то вода отвечает давлением, которое обращено изнутри наружу. Таким образом она стремится быстро восстановить свою гладь. Водомерка передвигается и не тонет.

Дома вы можете устроить такой же эксперимент: для этого достаточно налить воды в миску и положить на водную гладь обычные скрепки и, вуаля, сила поверхностного натяжения в действии.

Такой физический процесс, как реактивное движение, мы можем наблюдать в живой природе среди обитателей морских глубин. Ярким примером является осьминог, для которого такой способ движения основной.

Как он двигается? Да просто засасывает в себя определенное количество воды и с силой выталкивает ее наружу, тем самым получая определенное движение. Это и есть реактивное движение. По данному принципу летают ракеты.

Кстати, возьмите воздушный шарик, надуйте и отпустите... Он выпишет ряд пируэтов с невообразимой скоростью. Это тоже яркая иллюстрация реактивного движения.

Долгое время наука не могла объяснить, почему такие ящерицы могут бегать по воде. За эту способность Василисков прозвали ящерицей Иисуса Христа.

Дело в том, что на лапках у нее есть перепонки, которые в спокойном состоянии спрятаны. В случае опасности, ящерица подбегает к водоему и начинает быстро работать лапками, перепонки раскрываются, а при ударе на воде появляются небольшие ямки, в которые, благодаря перепонкам, попадает воздух, образуя воздушную подушку. Василиск бежит и не тонет. Здесь так же присутствует сила поверхностного натяжения воды, которая стремится восстановить гладь, но еще и выталкивающая сила, стремящаяся поднять зашедший в водные ямки воздух на поверхность.

Силы трения и сопротивления встречаются нам повсюду. А вот в мире птиц и рыб их можно продемонстрировать на наглядном примере. Многие перелетные птицы во время длительных путешествий выстраиваются в клин или косяк. Зачем они это делают? Чтобы уменьшить силу трения о воздух и силу сопротивления. Более сильная птица летит впереди. Ее тело рассекает воздух, как киль корабля. Остальные выстраиваются по обе стороны от нее, инстинктивно сохраняя острый угол, потому что в таком положении сила сопротивления минимальна, и птицы могут лететь легко и быстро.

Помните, как ловко муха ползает по стеклу. Все дело в маленьких присосках на ее лапках. В них создается разрежение (как бы вакуум), а атмосферное давление удерживает их от падения.

Все вы так же хорошо помните, что есть рыбы-прилипалы, например, акульи реморы. У них верхний плавник образует присоску с эдакими карманами, которой они прикрепляются к крупной рыбе. Но если начать отдирать прилипалу от акулы, то карманы становятся глубже, давление в них падает и отодрать присоску становится практически невозможно.

У всех водоплавающих птиц большое количество перьев, которые вбирают в себя крошечные частички воздуха. Таким образом по всему их телу находится воздушная прослойка, которая задает очень малую плотность, что не дает птице утонуть.

Вес рыб практически полностью уравновешен архимедовой силой. А их воздушный пузырь способен заметно сужаться, меняя объем тела рыбы и среднюю плотность, благодаря чему она спокойно может подниматься и опускаться в воде.

Извечной проблемой самолетов было постоянное вредное колебание крыльев, которые довольно часто ломались из-за этого, что приводило к катастрофам. Такое явление получило название флаттер. Причиной флаттера, как выяснилось позже, являлось несовпадение центра жёсткости с центром давления и недостаточная жёсткость конструкции крыла.

А вот живая природа предусмотрела решение для этой проблемы. Посмотрите на крылья стрекозы - на них есть темные утолщения, которые устраняют вредные колебания при полете, эдакий флаттерный груз. Авиаконструкторы переняли эту идею и проблема решилась сама собой.

Эхо играет очень важную роль в жизни летучих мышей. У них есть специальный эхолокационный аппарат, благодаря которому они ориентируются в полете. Летучая мышь издает ультразвук, а потом ловит эхо, которое отскакивает от препятствий.

У дельфинов-афалин есть гидролокационный аппарат. С помощью него они общаются и даже могут установить породу рыбы, выбранной в качестве объекта пищи на расстоянии до 3 км.

Ствол дерева и главный корень, продолжающий его под землей - это типичный рычаг. Огромный корень на ветру оказывает большое сопротивление, что не дает опрокинуть дерево. Поэтому сосны и дубы почти никогда не вырывает с корнем. А вот ели, у которых корневая система поверхностная, падают довольно часто.

Электрический скат, угорь, сом и щука способны вырабатывать электричество. У них есть специальный орган, к которому идут толстые нервные стволы от спинного мозга. Первым, кто сравнил электрический удар ската с ударом построенной им батареи, был Алессандро Вольт.

Так же встречаются некоторые виды электрических медуз, так что лишний раз не трогайте их в море:)

Помните, как черепахи совершают загребающие движения во время плавания - здесь вам на лицо третий закон Ньютона. Черепаха плывет за счет того, что отстраняет воду рывком назад, что продвигает ее вперед.

Мухи - виртуозы полета, которые так же пользуются этим законом для своих воздушных маневров. Чтобы повернуть направо, муха машет только левыми крылышками и легко поворачивает.

Рыба меч очень быстрый пловец. Она может пробить своим острым "носом" деревянную лодку, но сама же от этого не пострадает. Дело в том, что в основании меча имеется специальная полость, заполненная жиром, что служит для рыбы гидравлическим амортизатором. Между позвонками рыбы есть очень толстые хрящевые прокладки, которые смягчают удар. Помните, как между вагонами в поезде аналогичные амортизаторы?

Почему птиц не ударяет током, когда они садятся на провода? Да, потому что птицы вообще отлично знают физику:) По проводнику(металлу провода) ток течет очень легко, а по птице намного труднее, так как у них все-таки сухая кожа лапок, которая не так хорошо проводит его. Ток же течет так как ему проще. Сопротивление тела птицы огромно по сравнению с сопротивлением небольшой длины проводника, поэтому величина тока в теле птицы ничтожна и безвредна.

Кто-кто когда-то заметил, что птицы часто сопровождают суда в плавании. Причем, в штиль они держатся несколько позади судна, а при ветре – ближе к подветренной стороне. Дело в том, что умные птицы ловят теплые потоки воздуха, выходящие из машинных отсеков. Помните, как волк удерживался над трубой в одной из серий "Ну, погоди!"? Эти теплые потоки и удерживают птиц на определенной высоте и помогают им легко преодолевать большие расстояния. Ведь птицы знают о явлении конвекции, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками:) Теперь и вы знаете.