ماهی مرکب به سرعت اقوام ماهی مرکب خود حرکت نمی کند، اگرچه آنها به یک قیف جت مسلح هستند. آنها معمولاً با استفاده از باله شنا می کنند، اما می توانند از نیروی محرکه جت نیز استفاده کنند. باله ها می توانند به طور جداگانه عمل کنند، که به ماهی مانور شگفت انگیزی در هنگام حرکت می دهد - حتی می تواند به طرفین حرکت کند. اگر سگ ماهی فقط به صورت واکنشی حرکت کند، باله های خود را به شکم خود فشار می دهد. اغلب ماهی‌ها در مدارس کوچک جمع می‌شوند، به صورت ریتمیک و هماهنگ حرکت می‌کنند، در حالی که به طور همزمان رنگ بدن را تغییر می‌دهند. منظره بسیار مسحور کننده است.

اسلاید 15از ارائه "سرپایان". حجم آرشیو با ارائه 719 کیلوبایت است.

زیست شناسی پایه هفتم

خلاصهارائه های دیگر

"حقایق پرنده" - سیستم عصبی. دستگاه گوارش. تخم پرنده. کلاس پرنده. ساختار خارجی. حقایق جالب. کمی در مورد پرندگان تکامل پرندگان انواع پرندگان. سیستم تناسلی. معنی پرندگان در طبیعت پرندگان در زندگی انسان سیستم گردش خون. سیستم دفعی

"ویژگی های تولید مثل آنژیوسپرم ها" - روش تولید مثل غیرجنسی. روش های گرده افشانی کامبیوم در ساقه یک گیاه چوبی. لقاح مضاعف در آنژیوسپرم ها. بذر. تست. ساختار گل. دو تا اسپرم لقاح. کدام روش تولید مثل غیرجنسی در شکل نشان داده شده است. یک صفت از آنژیوسپرم ها. دانه گندم. ویژگی های تولید مثل جنسی و غیرجنسی. کلمه های جا افتاده را پر کنید. تولید مثل آنژیوسپرم ها.

"توضیحات نرم تنان" - مینی تست پیشانی با موضوع "کرم ها". بقایای فسیلی از نرم تنان چمن. انواع حیوانات. اندام های دفعی. انواع صدف. برخی از گونه ها پوسته ندارند. اختاپوس. ماهی مرکب. اشتباهات بیانیه را توضیح دهید. نرم تنان روستای شویسکویه. نشانه های مشخصهصدف طبقه بندی نرم تنان حرکت سرپایان. ساختار خارجی نرم تنان گاستروپودها. انواع صدف. ساختار داخلیصدف

"زنبورها" - سلول ها بر اساس ساختار تقسیم می شوند. نقش زنبور عسل. لانه یک خانواده زنبور عسل. گرده. درمان با زهر زنبور عسل پستان. عسل. بدن یک زنبور بالغ. بستنی ندهید. جفت چشم مرکب جانبی بزرگ. ملکه زنبور عسل. دستگاه دهان. زهر زنبور عسل. زنبور عسل نماد کار سخت است. دستگاه تنفسی. عسل شیره شبنم بهشت است. زنبورها

"روابط تغذیه ای غذایی" - روابط تغذیه ای در طبیعت. مصرف کنندگان را انتخاب کنید. انواع روابط زیستی انواع روابط. نوع روابط زیستی مصرف کنندگان. کلپ. شهد گل. معنی. درس اکولوژی. تهیه کنندگان. زنجیرهای تروفیک. بیایید در آرامش زندگی کنیم. اجزای اکوسیستم شبدر. زنجیره ی غذایی. تست سرگرم کننده تجزیه کننده ها جدول. قانون. اجزای ضروری اکوسیستم زنجیره های غذایی آواری جفت موجودات.

"ارگان های تنفسی" - اندام اصلی تنفسی در محیط آبی. عنکبوتیان. آبشش. خزندگان. سیستم تنفسی دوزیستان. نای. سیستم تنفسی پستانداران. شکاف های آبشش. خطاها را در متن پیدا کنید. پرنده ها. اندام های تنفسی و تبادل گاز. آبشش پرهای لایه ای. بر اساس تنفس، همه موجودات زنده به دو گروه تقسیم می شوند. تکامل سیستم تنفسی. سخت پوستان. گیاهان، قارچ ها و حیوانات اولیه. عملکردهای دستگاه تنفسی.

منطق طبیعت در دسترس ترین و مفیدترین منطق برای کودکان است.

کنستانتین دیمیتریویچ اوشینسکی(03.03.1823–03.01.1871) - معلم روسی، بنیانگذار آموزش علمی در روسیه.

بیوفیزیک: حرکت جت در طبیعت زنده

از خوانندگان صفحات سبز دعوت می کنم که به آن نگاه کنند دنیای شگفت انگیز بیوفیزیکو اصلی را بشناسید اصول رانش جت در حیات وحش. امروز در برنامه: گوشه چتر دریایی- بزرگترین چتر دریایی دریای سیاه، گوش ماهی، مبتکرانه لارو سنجاقک راکر، حیرت آور ماهی مرکب با موتور جت بی نظیرشو تصاویر فوق العاده ای که توسط یک زیست شناس شوروی انجام شده و کونداکوف هنرمند حیواناتنیکولای نیکولایویچ.

تعدادی از حیوانات با استفاده از اصل رانش جت در طبیعت حرکت می کنند، به عنوان مثال، چتر دریایی، گوش ماهی، لارو سنجاقک، ماهی مرکب، اختاپوس، ماهی مرکب... برخی از آنها را بهتر بشناسیم ;-)

روش جت حرکت چتر دریایی

چتر دریایی یکی از باستانی ترین و پرشمارترین شکارچیان سیاره ما هستند!بدن چتر دریایی 98 درصد از آب تشکیل شده است و تا حد زیادی از بافت همبند هیدراته تشکیل شده است. مزوگلیامانند یک اسکلت عمل می کند اساس مزوگلیا پروتئین کلاژن است. بدن ژلاتینی و شفاف چتر دریایی شبیه زنگ یا چتر (قطر چند میلی متر) است. تا 2.5 متر). بیشتر چتر دریایی حرکت می کنند به روش واکنشی، بیرون راندن آب از حفره چتر.

چتر دریایی Cornerata(Rhizostomae)، راسته جانوران coelenterate از کلاس سیفوئیدها. عروس دریایی ( تا 65 سانتی متردر قطر) فاقد شاخک های حاشیه ای است. لبه های دهان به شکل لوب های دهانی با چین های متعدد کشیده شده است که با هم رشد می کنند و بسیاری از منافذ دهانی ثانویه را تشکیل می دهند. لمس تیغه های دهان ممکن است باعث سوختگی دردناک شودناشی از عمل سلول های گزنده. حدود 80 گونه؛ آنها عمدتاً در مناطق گرمسیری و کمتر در دریاهای معتدل زندگی می کنند. در روسیه - 2 نوع: ریزوستوما پولمورایج در دریاهای سیاه و آزوف، روپیله آساموشیدر دریای ژاپن یافت شد.

فرار جت گوش ماهی

گوش ماهی صدف دار، معمولاً وقتی دشمن اصلی آنها به آنها نزدیک می شود - یک شکارچی بسیار آهسته اما بسیار موذی - با آرامش در پایین دراز کشیده اند. ستاره دریایی- آنها به شدت درهای سینک خود را فشار می دهند و به زور آب را از آن خارج می کنند. بدین ترتیب با استفاده از اصل رانش جت، آنها ظاهر می شوند و با ادامه باز و بسته کردن پوسته می توانند مسافت قابل توجهی را شنا کنند. اگر به دلایلی گوش ماهی زمان برای فرار با خود را ندارد پرواز جت, ستاره دریاییدست هایش را دور آن حلقه می کند، پوسته را باز می کند و می خورد...

گوش ماهی(Pecten)، سرده ای از بی مهرگان دریایی از کلاس نرم تنان دوکفه ای (Bivalvia). پوسته گوش ماهی با یک لبه لولای مستقیم گرد شده است. سطح آن با دنده های شعاعی که از بالا منحرف شده اند پوشیده شده است. دریچه های پوسته توسط یک عضله قوی بسته می شوند. Pecten maximus، Flexopecten glaber در دریای سیاه زندگی می کنند. در دریاهای ژاپن و اوخوتسک - Mizuhopecten yessoensis ( تا 17 سانتی متردر قطر).

پمپ جت لارو سنجاقک راکر

خلق و خوی لارو سنجاقک راکر، یا اشنی(Aeshna sp.) درنده کمتر از خویشاوندان بالدار آن نیست. او به مدت دو و گاهی چهار سال در قلمرو زیر آب زندگی می کند، در امتداد کف صخره ای می خزد، ساکنان آبزی کوچک را ردیابی می کند، با خوشحالی از بچه قورباغه های نسبتاً بزرگ و سرخ کردن در رژیم غذایی خود استفاده می کند. در لحظه‌های خطر، لارو سنجاقک راک از زمین بلند می‌شود و با تکان‌ها به جلو شنا می‌کند، که توسط کار فوق‌العاده رانده می‌شود. پمپ جت. با برداشتن آب به داخل روده و سپس پرتاب ناگهانی آن به بیرون، لارو به جلو می‌پرد که توسط نیروی پس‌کش رانده می‌شود. بدین ترتیب با استفاده از اصل رانش جت، لارو سنجاقک راک با تکان ها و تکان های مطمئن از تهدیدی که آن را تعقیب می کند پنهان می شود.

تکانه های واکنشی "آزادراه" عصبی ماهی مرکب

در تمام موارد فوق (اصول رانش جت چتر دریایی، گوش ماهی، لارو سنجاقک راکر)، شوک ها و تکان ها در بازه های زمانی قابل توجهی از یکدیگر جدا می شوند، بنابراین سرعت حرکت بالایی حاصل نمی شود. برای افزایش سرعت حرکت، به عبارت دیگر، تعداد تکانه های واکنشی در واحد زمان، لازم است افزایش هدایت عصبیکه انقباض عضلانی را تحریک می کند، سرویس موتور جت زنده. چنین هدایت بزرگی با قطر عصب بزرگ امکان پذیر است.

مشخص است که ماهی مرکب دارای بزرگترین رشته های عصبی در دنیای حیوانات است. به طور متوسط قطر آنها به 1 میلی متر می رسد - 50 برابر بزرگتر از قطر بیشتر پستانداران - و تحریک را با سرعت انجام می دهند. 25 متر بر ثانیه. و یک ماهی مرکب سه متری دوزیدیکوس(در سواحل شیلی زندگی می کند) ضخامت اعصاب فوق العاده زیاد است - 18 میلی متر. اعصاب مثل طناب ضخیم است! سیگنال های مغزی - محرک های انقباضات - با سرعت در امتداد "آزادراه" عصبی ماهی مرکب هجوم می آورند. خودروی سرنشین – 90 کیلومتر در ساعت.

به لطف ماهی مرکب، تحقیقات در مورد عملکردهای حیاتی اعصاب در آغاز قرن بیستم به سرعت پیشرفت کرد. "و چه کسی می داندفرانک لین طبیعت شناس بریتانیایی می نویسد. شاید اکنون افرادی هستند که مرکب را مدیون این واقعیت هستند که آنها سیستم عصبیوضعیت خوبی دارد..."

سرعت و قدرت مانور ماهی مرکب نیز با عالی بودن آن توضیح داده شده است اشکال هیدرودینامیکیبدن حیوان، چرا ماهی مرکب و با نام مستعار "اژدر زنده".

ماهی مرکب(Teuthoidea)، زیر راسته سرپایان از راسته Decapods. اندازه معمولا 0.25-0.5 متر است، اما برخی از گونه ها هستند بزرگترین حیوانات بی مهرگان(ماهی مرکب از جنس Architeuthis می رسد 18 متر، از جمله طول شاخک ها).
بدن ماهی مرکب دراز، در پشت نوک تیز، اژدری شکل است که سرعت بالای حرکت آنها را مانند آب تعیین می کند. تا 70 کیلومتر در ساعت، و در هوا (ماهی مرکب می تواند از آب به ارتفاع بپرد تا 7 متر).

موتور جت Squid

پیشرانه جتکه در حال حاضر در اژدرها، هواپیماها، موشک ها و پوسته های فضایی استفاده می شود، نیز مشخصه سفالوپودها - اختاپوس، ده ماهی، ماهی مرکب. بیشترین علاقه تکنسین ها و بیوفیزیکدانان است موتور جت ماهی مرکب. توجه کنید که طبیعت چقدر ساده و با حداقل استفاده از مواد، این کار پیچیده و همچنان بی‌نظیر را حل کرد؛-)

در اصل، ماهی مرکب دو موتور اساساً متفاوت دارد ( برنج. 1a). هنگامی که به آرامی حرکت می کند، از یک باله الماس شکل بزرگ استفاده می کند که به صورت دوره ای به شکل موجی در امتداد بدنه بدن خم می شود. ماهی مرکب از موتور جت برای پرتاب سریع خود استفاده می کند.. اساس این موتور گوشته - بافت عضلانی است. بدن نرم تن را از همه طرف احاطه کرده و تقریباً نیمی از حجم بدن آن را تشکیل می دهد و نوعی مخزن را تشکیل می دهد - حفره گوشته - "محفظه احتراق" یک موشک زنده، که آب به طور دوره ای به داخل آن مکیده می شود. حفره گوشته شامل آبشش و اعضای داخلیماهی مرکب ( برنج. 1b).

با روش جت شناحیوان آب را از طریق یک شکاف گوشته باز گسترده به داخل حفره گوشته از لایه مرزی می مکد. شکاف گوشته پس از پر شدن «محفظه احتراق» یک موتور زنده با آب دریا، با «دکمه های سرآستین» ویژه محکم می شود. شکاف گوشته نزدیک وسط بدن ماهی مرکب، جایی که ضخیم ترین آن است، قرار دارد. نیرویی که باعث حرکت حیوان می شود با پرتاب جریان آب از طریق قیف باریکی که روی سطح شکم ماهی مرکب قرار دارد ایجاد می شود. این قیف یا سیفون است "نازل" یک موتور جت زنده.

"نازل" موتور مجهز به یک سوپاپ مخصوص استو ماهیچه ها می توانند آن را بچرخانند. با تغییر زاویه نصب قیف-نازل ( برنج. 1cماهی مرکب به یک اندازه خوب شنا می کند، هم به جلو و هم به عقب (اگر به عقب شنا کند، قیف در امتداد بدن کشیده می شود و دریچه به دیواره آن فشرده می شود و با جریان آب جاری از حفره گوشته تداخل نمی کند. ماهی مرکب باید به جلو حرکت کند، انتهای آزاد قیف تا حدودی دراز می شود و در صفحه عمودی خم می شود، خروجی آن فرو می ریزد و دریچه حالت منحنی پیدا می کند). شوک های جت و جذب آب در حفره گوشته یکی پس از دیگری با سرعتی گریزان دنبال می شود و ماهی مرکب مانند موشکی در آبی اقیانوس می تازد.

ماهی مرکب و موتور جت آن - شکل 1

1a) ماهی مرکب - یک اژدر زنده؛ 1ب) موتور جت ماهی مرکب. 1ج) موقعیت نازل و دریچه آن هنگام حرکت ماهی مرکب به جلو و عقب.

حیوان کسری از ثانیه را صرف آب می کند و آن را بیرون می راند. ماهی مرکب با مکیدن آب به داخل حفره گوشته در قسمت عقبی بدن طی دوره‌هایی که به دلیل اینرسی حرکت کند، مکش لایه مرزی را انجام می‌دهد، بنابراین از توقف جریان در طول رژیم جریان ناپایدار جلوگیری می‌کند. ماهی مرکب با افزایش بخش های آب خارج شده و افزایش انقباض گوشته، سرعت حرکت خود را به راحتی افزایش می دهد.

موتور جت ماهی مرکب بسیار مقرون به صرفه است، که به لطف آن می تواند به سرعت برسد 70 کیلومتر در ساعت; برخی از محققان معتقدند که حتی 150 کیلومتر در ساعت!

مهندسان قبلا ایجاد کرده اند موتوری شبیه به موتور جت ماهی مرکب: این توپ آب، کار با بنزین معمولی یا موتور دیزل. چرا موتور جت ماهی مرکبهنوز توجه مهندسان را به خود جلب می کند و آیا موضوع تحقیق دقیق بیوفیزیکدانان است؟ برای کار در زیر آب، داشتن دستگاهی که بدون دسترسی کار می کند راحت است هوای جوی. جستجوی خلاقانه مهندسان با هدف ایجاد یک طرح است موتور هیدروجت، مشابه هوا جت…

بر اساس مطالب کتاب های فوق العاده:
بیوفیزیک در درس فیزیکسیسیلیا بونیموونا کاتز,
و "نخستگان دریا"ایگور ایوانوویچ آکیموشکینا

کونداکوف نیکولای نیکولایویچ (1908–1999) – زیست شناس شوروی، هنرمند حیوانات، کاندیدای علوم زیستی. سهم اصلی او در علم زیست شناسی نقاشی های او از نمایندگان مختلف جانوران بود. این تصاویر در بسیاری از نشریات گنجانده شد، مانند بزرگ دایره المعارف شوروی، کتاب سرخ اتحاد جماهیر شوروی، در اطلس حیوانات و وسایل کمک آموزشی.

آکیموشکین ایگور ایوانوویچ (01.05.1929–01.01.1993) – زیست شناس شوروی، نویسنده و رایج کننده زیست شناسی، نویسنده کتاب های علمی رایج در مورد زندگی حیوانات. برنده جایزه "دانش" انجمن همه اتحادیه. عضو اتحادیه نویسندگان اتحاد جماهیر شوروی. مشهورترین انتشارات ایگور آکیموشکین یک کتاب شش جلدی است "دنیای حیوانات".

مواد موجود در این مقاله نه تنها برای اعمال مفید خواهد بود در درس های فیزیکو زیست شناسی، بلکه در فعالیت های فوق برنامه.
مواد بیوفیزیکیبرای بسیج توجه دانش آموزان، برای تبدیل فرمول های انتزاعی به چیزی عینی و نزدیک، که نه تنها بر حوزه فکری، بلکه بر حوزه احساسی نیز تأثیر می گذارد، بسیار سودمند است.

ادبیات:
§ Katz Ts.B. بیوفیزیک در درس فیزیک

§ § آکیموشکین I.I. نخستی های دریا
مسکو: انتشارات Mysl، 1974
§ تاراسوف L.V. فیزیک در طبیعت
مسکو: انتشارات Prosveshchenie، 1988

برای شما عجیب خواهد بود که بشنوید که تعداد کمی از موجودات زنده وجود دارند که "بالا بردن خود با مو" روش معمول آنها برای حرکت در آب است.

شکل 10. حرکت شنای ده ماهی.

تره ماهی و به طور کلی اکثر سرپایان در آب به این ترتیب حرکت می کنند: آب را از طریق یک شکاف کناری و یک قیف مخصوص در جلوی بدن وارد حفره آبشش می کنند و سپس با انرژی جریانی از آب را از طریق قیف مذکور به بیرون پرتاب می کنند. در همان زمان، طبق قانون واکنش، آنها یک فشار معکوس دریافت می کنند که به اندازه کافی برای شنا کردن سریع با پشت بدن به جلو است. با این حال، ماهی ماهی می تواند لوله قیف را به طرفین یا عقب هدایت کند و با فشار سریع آب از آن، در هر جهتی حرکت کند.

حرکت چتر دریایی نیز بر همین اساس است: با انقباض ماهیچه های خود، آب را از زیر بدن زنگوله شکل خود به بیرون می راند و در جهت مخالف فشار دریافت می کند. تکنیک مشابهی برای جابجایی سالپ ها، لارو سنجاقک و دیگر حیوانات آبزی استفاده می شود. و ما هنوز شک داشتیم که آیا می شود اینطور حرکت کرد!

به ستاره های روی موشک

چه چیزی وسوسه انگیزتر از رفتن زمینو در سراسر جهان پهناور سفر کنید، از زمین به ماه، از سیاره ای به سیاره دیگر پرواز کنید؟ چقدر رمان علمی تخیلی با این موضوع نوشته شده است! کیست که ما را به سفری خیالی در میان اجرام آسمانی نبرده است! ولتر در فیلم Micromegas، ژول ورن در سفر به ماه و هکتور سرواداک، ولز در اولین مردان روی ماه و بسیاری از مقلدان آنها جالب ترین سفرها را به اجرام آسمانی انجام دادند - البته در رویاهایشان.

آیا واقعا راهی برای تحقق این رویای دیرینه وجود ندارد؟ آیا همه پروژه های مبتکرانه ای که با چنین حقیقت وسوسه انگیزی در رمان ها به تصویر کشیده می شوند واقعا غیرممکن هستند؟ در آینده بیشتر در مورد پروژه های فوق العاده سفر بین سیاره ای صحبت خواهیم کرد. اکنون بیایید با پروژه واقعی چنین پروازهایی که برای اولین بار توسط هموطنمان K. E. Tsiolkovsky پیشنهاد شده است آشنا شویم.

آیا می توان با هواپیما به ماه پرواز کرد؟ البته نه: هواپیماها و کشتی‌های هوایی فقط به این دلیل حرکت می‌کنند که به هوا متکی هستند، از آن دور می‌شوند و بین زمین و ماه هوایی وجود ندارد. در فضای جهانی، به طور کلی هیچ وسیله ای به اندازه کافی متراکم وجود ندارد که یک «سفینه هوایی بین سیاره ای» بتواند بر آن تکیه کند. این بدان معنی است که ما باید دستگاهی را ارائه کنیم که بتواند بدون تکیه بر چیزی حرکت کند و کنترل شود.

ما قبلاً با یک پرتابه مشابه به شکل یک اسباب بازی - یک موشک آشنا هستیم. چرا یک موشک بزرگ با یک اتاق مخصوص برای افراد، مواد غذایی، مخازن هوا و هر چیز دیگری نسازید؟ تصور کنید افرادی که در یک موشک هستند مقدار زیادی از مواد قابل اشتعال را با خود حمل می کنند و می توانند خروج گازهای انفجاری را به هر سمتی هدایت کنند. شما یک کشتی آسمانی واقعی قابل کنترل دریافت خواهید کرد که می توانید با آن در اقیانوس فضای کیهانی حرکت کنید، به سمت ماه، به سیارات پرواز کنید... مسافران می توانند با کنترل انفجارها، سرعت این کشتی هوایی بین سیاره ای را افزایش دهند. تدریجی لازم به طوری که افزایش سرعت برای آنها بی ضرر باشد. اگر بخواهند به فلان سیاره فرود بیایند، می توانند با چرخاندن کشتی خود، به تدریج سرعت پرتابه را کاهش دهند و در نتیجه سقوط را ضعیف کنند. در نهایت، مسافران می توانند به همین روش به زمین بازگردند.

شکل 10. حرکت شنای ده ماهی.

به ستاره های روی موشک

چه چیزی می تواند وسوسه انگیزتر از ترک کره زمین و سفر در سراسر جهان گسترده، پرواز از زمین به ماه، از سیاره ای به سیاره دیگر باشد؟ چقدر رمان علمی تخیلی با این موضوع نوشته شده است! کیست که ما را به سفری خیالی در میان اجرام آسمانی نبرده است! ولتر در فیلم Micromegas، ژول ورن در سفر به ماه و هکتور سرواداک، ولز در اولین مردان روی ماه و بسیاری از مقلدان آنها جالب ترین سفرها را به اجرام آسمانی انجام دادند - البته در رویاهایشان.

ما قبلاً با یک پرتابه مشابه به شکل یک اسباب بازی - یک موشک آشنا هستیم. چرا یک موشک بزرگ با یک اتاق مخصوص برای افراد، مواد غذایی، مخازن هوا و هر چیز دیگری نسازید؟ تصور کنید که افرادی که در یک موشک هستند مقدار زیادی از مواد قابل اشتعال را با خود حمل می کنند؛ آنها می توانند خروج گازهای انفجاری را به هر سمتی هدایت کنند. شما یک کشتی آسمانی واقعی قابل کنترل دریافت خواهید کرد که می توانید با آن در اقیانوس فضای کیهانی حرکت کنید، به سمت ماه، به سیارات پرواز کنید... مسافران می توانند با کنترل انفجارها، سرعت این کشتی هوایی بین سیاره ای را افزایش دهند. تدریجی لازم به طوری که افزایش سرعت برای آنها بی ضرر باشد. اگر بخواهند به فلان سیاره فرود بیایند، می توانند با چرخاندن کشتی خود، به تدریج سرعت پرتابه را کاهش دهند و در نتیجه سقوط را ضعیف کنند. در نهایت، مسافران می توانند به همین روش به زمین بازگردند.

شکل 11. پروژه یک کشتی هوایی بین سیاره ای، طراحی شده مانند یک موشک.

بیایید به یاد بیاوریم که چگونه اخیراً هوانوردی اولین دستاوردهای ترسو خود را بدست آورد. و اکنون هواپیماها در حال پرواز بر فراز کوه ها، بیابان ها، قاره ها و اقیانوس ها هستند. شاید «اختر نوردی» دو یا سه دهه دیگر همان شکوفایی باشکوه را داشته باشد؟ آنگاه انسان زنجیرهای نامرئی را که او را برای مدت طولانی به سیاره مادری خود زنجیر کرده بود، خواهد گسست و به وسعت بیکران کیهان می تازد.

حرکت جت در طبیعت و فناوری یک پدیده بسیار رایج است. در طبیعت زمانی اتفاق می افتد که یک قسمت از بدن جدا شود سرعت معیناز قسمتی دیگر در این حالت، نیروی واکنشی بدون تعامل این ارگانیسم با اجسام خارجی ظاهر می شود.

برای اینکه بفهمیم در مورد چه چیزی صحبت می کنیم، بهتر است به مثال هایی نگاه کنیم. در طبیعت و فناوری بسیار زیاد است. ابتدا در مورد نحوه استفاده حیوانات و سپس نحوه استفاده از آن در فناوری صحبت خواهیم کرد.

چتر دریایی، لارو سنجاقک، پلانکتون و نرم تنان

بسیاری از مردم هنگام شنا در دریا با چتر دریایی مواجه شدند. در دریای سیاه، در هر صورت، تعداد زیادی از آنها وجود دارد. با این حال، همه متوجه نشدند که چتر دریایی با استفاده از نیروی محرکه جت حرکت می کند. همین روش توسط لارو سنجاقک و همچنین برخی از نمایندگان پلانکتون های دریایی استفاده می شود. کارایی جانوران دریایی بی مهرگانی که از آن استفاده می کنند اغلب بسیار بالاتر از اختراعات فنی است.

بسیاری از نرم تنان به گونه ای حرکت می کنند که مورد علاقه ما است. به عنوان مثال می توان به ماهی مرکب، ماهی مرکب و اختاپوس اشاره کرد. به طور خاص، صدف گوش ماهی قادر است با استفاده از یک جت آب که در هنگام فشرده شدن شدید دریچه های آن از پوسته خارج می شود، به جلو حرکت کند.

و این تنها چند نمونه از زندگی دنیای حیوانات است که می توان برای گسترش این موضوع ذکر کرد: «پیش رانش جت در زندگی روزمره، طبیعت و فناوری».

کاسه ماهی چگونه حرکت می کند؟

سگ ماهی نیز از این نظر بسیار جالب است. مانند بسیاری از سفالوپودها، با مکانیسم زیر در آب حرکت می کند. از طریق یک قیف مخصوص که در جلوی بدن قرار دارد و همچنین از طریق یک شکاف جانبی، ماهی ماهی آب را وارد حفره آبشش خود می کند. سپس آن را با قدرت از طریق قیف پرتاب می کند. ماهی ماهی لوله قیف را به عقب یا به پهلو هدایت می کند. حرکت را می توان در جهات مختلف انجام داد.

روشی که سالپا از آن استفاده می کند

روشی که سالپا استفاده می کند نیز کنجکاو است. این نام حیوان دریایی است که بدنی شفاف دارد. هنگام حرکت، سالپا با استفاده از دهانه جلویی آب را می کشد. آب به یک حفره گسترده ختم می شود و آبشش ها به صورت مورب در داخل آن قرار دارند. سوراخ زمانی بسته می شود که سالپا یک جرعه بزرگ آب بنوشد. ماهیچه های عرضی و طولی آن منقبض می شوند و کل بدن حیوان را فشرده می کنند. آب از طریق سوراخ عقب به بیرون رانده می شود. حیوان در اثر واکنش جت جاری به جلو حرکت می کند.

ماهی مرکب - "اژدرهای زنده"

بزرگترین علاقه، شاید، موتور جت است که ماهی مرکب دارد. این حیوان بیشتر در نظر گرفته می شود نماینده اصلیبی مهرگانی که در اعماق زیاد اقیانوس ها زندگی می کنند. در ناوبری جت، ماهی مرکب به کمال واقعی دست یافته اند. حتی بدن این حیوانات در شکل بیرونی خود شبیه موشک است. یا بهتر است بگوییم، این موشک از ماهی مرکب کپی می کند، زیرا این ماهی مرکب است که در این موضوع اولویت بلامنازع را دارد. اگر لازم باشد آهسته حرکت کند، حیوان برای این کار از یک باله الماس شکل بزرگ استفاده می کند که هر از گاهی خم می شود. در صورت نیاز به پرتاب سریع، موتور جت به کمک می آید.

بدن نرم تن از هر طرف توسط یک گوشته - بافت ماهیچه ای احاطه شده است. تقریباً نیمی از حجم کل بدن حیوان، حجم حفره آن است. ماهی مرکب از حفره گوشته برای حرکت با مکیدن آب داخل آن استفاده می کند. سپس به شدت جریان آب جمع آوری شده را از طریق یک نازل باریک به بیرون پرتاب می کند. در نتیجه با سرعت زیاد به عقب هل می دهد. در همان زمان، ماهی مرکب تمام 10 شاخک را به صورت گره ای در بالای سر خود تا می کند تا شکلی روان به دست آورد. نازل حاوی یک دریچه مخصوص است و ماهیچه های حیوان می توانند آن را بچرخانند. بنابراین، جهت حرکت تغییر می کند.

سرعت چشمگیر ماهی مرکب

باید گفت که موتور ماهی مرکب بسیار مقرون به صرفه است. سرعتی که می تواند به آن برسد می تواند به 60-70 کیلومتر در ساعت برسد. برخی از محققان حتی بر این باورند که می تواند تا 150 کیلومتر در ساعت برسد. همانطور که می بینید، ماهی مرکب بیهوده "اژدر زنده" نامیده نمی شود. می تواند در جهت دلخواه بچرخد و شاخک های خود را که به صورت دسته ای تا شده اند به پایین، بالا، چپ یا راست خم کند.

چگونه یک ماهی مرکب حرکت را کنترل می کند؟

از آنجایی که فرمان در مقایسه با اندازه خود حیوان بسیار بزرگ است، تنها یک حرکت جزئی فرمان کافی است تا ماهی مرکب به راحتی از برخورد با مانع حتی با حداکثر سرعت حرکت کند. اگر آن را به شدت بچرخانید، حیوان بلافاصله به داخل می رود سمت معکوس. ماهی مرکب انتهای قیف را به عقب خم می کند و در نتیجه می تواند ابتدا سرش را بلغزد. اگر آن را به سمت راست خم کند، توسط جت تراست به سمت چپ پرتاب می شود. با این حال، هنگامی که لازم است سریع شنا کنید، قیف همیشه مستقیماً بین شاخک ها قرار دارد. در این حالت، حیوان ابتدا دم می‌زند، مانند دویدن خرچنگی که به سرعت حرکت می‌کند، اگر چابکی یک مسابقه‌دهنده را داشت.

هنگامی که نیازی به عجله نیست، ماهی مرکب و ماهی مرکب با باله های خود موج سواری می کنند. امواج مینیاتوری از جلو به عقب روی آنها می گذرد. ماهی مرکب و ماهی مرکب به زیبایی سر می خورند. آنها فقط هر از گاهی با جریان آب که از زیر جبه آنها بیرون می زند، خود را هل می دهند. تک تک تکان هایی که نرم تن در هنگام فوران فوران آب دریافت می کند در چنین لحظاتی به وضوح قابل مشاهده است.

ماهی مرکب پرنده

برخی از سفالوپودها می توانند تا 55 کیلومتر در ساعت شتاب بگیرند. به نظر می رسد که هیچ کس اندازه گیری مستقیم انجام نداده است، اما می توانیم بر اساس برد و سرعت ماهی مرکب در حال پرواز چنین رقمی را ارائه دهیم. معلوم است که چنین افرادی وجود دارند. ماهی مرکب Stenoteuthis بهترین خلبان در بین همه نرم تنان است. ملوانان انگلیسی آن را مرکب پرنده (فلاینگ مرکب) می نامند. این حیوان، که عکس آن در بالا ارائه شده است، در اندازه کوچک و به اندازه یک شاه ماهی است. آنقدر سریع ماهی را تعقیب می کند که اغلب از آب بیرون می پرد و مانند یک تیر از سطح آن می گذرد. او همچنین از این ترفند زمانی استفاده می کند که در معرض خطر شکارچیان - ماهی خال مخالی و ماهی تن باشد. ماهی مرکب با ایجاد حداکثر نیروی رانش جت در آب، به هوا پرتاب می شود و سپس بیش از 50 متر بالای امواج پرواز می کند. هنگامی که پرواز می کند، آنقدر بالا است که ماهی مرکب مکرر در حال پرواز به عرشه کشتی ها می روند. ارتفاع 4-5 متری به هیچ وجه برای آنها یک رکورد نیست. گاهی اوقات مرکب های پرنده حتی بالاتر هم پرواز می کنند.

دکتر ریس، محقق نرم تنان از بریتانیا، در مقاله علمی خود نماینده ای از این حیوانات را توصیف کرد که طول بدن آنها تنها 16 سانتی متر بود، اما او توانست مسافت مناسبی را در هوا پرواز کند و پس از آن بر روی زمین فرود آمد. پل یک قایق بادبانی و ارتفاع این پل تقریبا 7 متر بود!

مواقعی وجود دارد که یک کشتی توسط ماهی مرکب پرنده به طور همزمان مورد حمله قرار می گیرد. تربیوس نیجر، نویسنده باستانی، یک بار داستان غم انگیزی درباره کشتی ای تعریف کرد که به نظر می رسید قادر به تحمل وزن این حیوانات دریایی نیست و غرق می شود. جالب اینجاست که ماهی مرکب حتی بدون شتاب نیز قادر به بلند شدن است.

اختاپوس های پرنده

اختاپوس ها نیز توانایی پرواز دارند. ژان ورانی، طبیعت شناس فرانسوی، یکی از آنها را در آکواریوم خود تماشا کرد که سرعتش را بالا می برد و سپس ناگهان از آب بیرون پرید. این حیوان یک قوس در حدود 5 متر در هوا را توصیف کرد و سپس به داخل آکواریوم فرود آمد. اختاپوس با به دست آوردن سرعت لازم برای پرش، نه تنها به لطف رانش جت حرکت کرد. همچنین با شاخک هایش پارو می زد. اختاپوس‌ها گشاد هستند، بنابراین بدتر از ماهی مرکب شنا می‌کنند، اما در لحظات حساس، این حیوانات می‌توانند به بهترین دوندگان سرعت شروع کنند. کارگران آکواریوم کالیفرنیا می خواستند از حمله اختاپوس به خرچنگ عکس بگیرند. با این حال، اختاپوس، با عجله به سمت طعمه خود، چنان سرعتی را توسعه داد که عکس ها، حتی در هنگام استفاده از یک حالت خاص، تار شدند. یعنی پرتاب فقط کسری از ثانیه طول کشید!

با این حال، اختاپوس ها معمولاً به آرامی شنا می کنند. دانشمند جوزف سینل که مهاجرت اختاپوس ها را مطالعه کرد، دریافت که اختاپوس که اندازه آن 0.5 متر است، با سرعت متوسط حدود 15 کیلومتر در ساعت شنا می کند. هر جت آبی که از قیف به بیرون پرتاب می کند، او را حدود 2-2.5 متر به جلو (به طور دقیق تر، به عقب، زیرا به عقب شنا می کند) حرکت می دهد.

"خیار پاشیدن"

حرکت واکنشی در طبیعت و فناوری را می توان با استفاده از مثال هایی از دنیای گیاهان برای نشان دادن آن در نظر گرفت. یکی از معروف ترین آنها میوه های رسیده است که به اصطلاح با کوچکترین تماسی از ساقه بیرون می زند. سپس از سوراخ به دست آمده، مایع چسبناک مخصوصی که حاوی دانه ها است با نیروی زیادی خارج می شود. خیار خود در جهت مخالف در فاصله تا 12 متر پرواز می کند.

قانون بقای حرکت

هنگام بررسی حرکت جت در طبیعت و فناوری، قطعاً باید در مورد آن صحبت کنید. دانش به ما این امکان را می دهد که اگر در فضای باز هستیم، به ویژه سرعت حرکت خود را تغییر دهیم. به عنوان مثال، شما در یک قایق نشسته اید و چندین سنگ با خود دارید. اگر آنها را در جهت خاصی پرتاب کنید، قایق در جهت مخالف حرکت می کند. این قانون در فضای بیرونی نیز اعمال می شود. با این حال، برای این منظور استفاده می کنند

چه نمونه های دیگری از رانش جت را می توان در طبیعت و تکنولوژی ذکر کرد؟ قانون بقای تکانه به خوبی با استفاده از مثال یک تفنگ نشان داده شده است.

همانطور که می دانید شلیک از آن همیشه با پس زدن همراه است. فرض کنید وزن گلوله با وزن تفنگ برابر بود. در این صورت آنها با همان سرعت از هم جدا می شدند. پس زدن به این دلیل رخ می دهد که یک نیروی واکنشی ایجاد می شود، زیرا یک جرم پرتاب شده وجود دارد. به لطف این نیرو، حرکت هم در فضای بدون هوا و هم در هوا تضمین می شود. هرچه سرعت و جرم گازهای جاری بیشتر باشد، نیروی پس‌کشی که شانه ما احساس می‌کند بیشتر است. بر این اساس، هر چه واکنش تفنگ قوی تر باشد، نیروی واکنش بیشتر است.

رویای پرواز به فضا

پیشرانه جت در طبیعت و فناوری سال ها منبع ایده های جدیدی برای دانشمندان بوده است. برای قرن ها، بشریت آرزوی پرواز به فضا را داشته است. استفاده از نیروی محرکه جت در طبیعت و فناوری، باید فرض شود، به هیچ وجه خود را از بین نبرده است.

و همه چیز با یک رویا شروع شد. نویسندگان داستان های علمی تخیلی چندین قرن پیش ابزارهای مختلفی را برای رسیدن به این هدف مورد نظر به ما ارائه کردند. در قرن هفدهم، سیرانو دو برژرک، نویسنده فرانسوی، داستانی درباره پرواز به ماه خلق کرد. قهرمان او با استفاده از گاری آهنی به ماهواره زمین رسید. او مدام یک آهنربای قوی روی این سازه پرتاب می کرد. کالسکه که جذب او شده بود، بالاتر و بالاتر از زمین بالا می رفت. سرانجام او به ماه رسید. شخصیت معروف دیگر، بارون مونچاوزن، با استفاده از ساقه لوبیا به ماه صعود کرد.

البته در آن زمان اطلاعات کمی در مورد اینکه چگونه استفاده از نیروی محرکه جت در طبیعت و فناوری می تواند زندگی را آسان کند، شناخته شده بود. اما پرواز فانتزی مطمئناً افق های جدیدی را باز کرد.

در راه یک کشف برجسته

در چین در پایان هزاره اول پس از میلاد. ه. نیروی محرکه جت را برای نیرو دادن به راکت ها اختراع کرد. دومی صرفاً لوله های بامبو بود که با باروت پر شده بود. این موشک ها برای سرگرمی پرتاب شده اند. موتور جت در یکی از اولین طراحی های خودرو استفاده شد. این ایده متعلق به نیوتن بود.

N.I همچنین به چگونگی ایجاد حرکت جت در طبیعت و فناوری فکر کرد. کیبالچیچ. این یک انقلابی روسی، نویسنده اولین پروژه جت است هواپیماکه برای پرواز انسان طراحی شده است. انقلابی متأسفانه در 3 آوریل 1881 اعدام شد. کیبالچیچ متهم به مشارکت در سوء قصد به الکساندر دوم بود. او پیش از این در زندان، در حالی که در انتظار اجرای حکم اعدام بود، به مطالعه پدیده جالبی مانند حرکت جت در طبیعت و فناوری ادامه داد که با جدا شدن بخشی از یک جسم اتفاق می‌افتد. در نتیجه این تحقیقات، او پروژه خود را توسعه داد. کیبالچیچ نوشت که این ایده از او در موقعیتش حمایت می کند. او آماده است تا با مرگ خود با آرامش روبرو شود، زیرا می داند که چنین کشف مهمی با او نخواهد مرد.

اجرای ایده پرواز فضایی

تجلی نیروی محرکه جت در طبیعت و فناوری توسط K. E. Tsiolkovsky مورد مطالعه قرار گرفت (عکس او در بالا ارائه شده است). در آغاز قرن بیستم، این دانشمند بزرگ روسی ایده استفاده از موشک برای پروازهای فضایی. مقاله او در این مورد در سال 1903 منتشر شد. این معادله ریاضی را ارائه کرد که مهمترین معادله برای فضانوردی شد. در زمان ما به عنوان "فرمول Tsiolkovsky" شناخته می شود. این معادله حرکت جسمی با جرم متغیر را توصیف می کند. او در کارهای بعدی خود نموداری از موتور موشک ارائه کرد که از آن نیرو می گیرد سوخت مایع. Tsiolkovsky، با مطالعه استفاده از نیروی محرکه جت در طبیعت و فناوری، طراحی موشک چند مرحله ای را توسعه داد. او همچنین ایده امکان ایجاد کل شهرهای فضایی در مدار پایین زمین را مطرح کرد. اینها اکتشافاتی است که دانشمند هنگام مطالعه پیشرانه جت در طبیعت و فناوری به آنها رسیده است. همانطور که تسیولکوفسکی نشان داد موشک ها تنها وسایلی هستند که می توانند بر موشک غلبه کنند.او آن را مکانیزمی با موتور جت تعریف کرد که از سوخت و اکسید کننده موجود بر روی آن استفاده می کند. این دستگاه انرژی شیمیایی سوخت را تبدیل می کند که به انرژی جنبشی جت گاز تبدیل می شود. خود موشک شروع به حرکت در جهت مخالف می کند.

سرانجام، دانشمندان با مطالعه حرکت واکنشی اجسام در طبیعت و فناوری، به تمرین روی آوردند. کار بزرگی برای تحقق رویای دیرینه بشریت در پیش بود. و گروهی از دانشمندان شوروی به رهبری آکادمیسین S.P. Korolev با آن کنار آمدند. او به ایده تسیولکوفسکی پی برد. اولین ماهواره مصنوعی سیاره ما در 4 اکتبر 1957 در اتحاد جماهیر شوروی پرتاب شد. طبیعتاً از موشک استفاده شد.

یو. ای. گاگارین (تصویر بالا) مردی بود که این افتخار را داشت که اولین پرواز در فضا باشد. این رویداد مهم برای جهان در 12 آوریل 1961 اتفاق افتاد. گاگارین با ماهواره وستوک در سراسر جهان پرواز کرد. اتحاد جماهیر شوروی اولین ایالتی بود که موشک‌هایش به ماه رسید، در اطراف آن پرواز کرد و از سمتی که از زمین نامرئی بود عکس گرفت. علاوه بر این، این روس ها بودند که برای اولین بار از زهره دیدن کردند. آنها ابزارهای علمی را به سطح این سیاره آوردند. نیل آرمسترانگ فضانورد آمریکایی اولین فردی است که بر روی سطح ماه قدم گذاشته است. او در 20 ژوئیه 1969 بر روی آن فرود آمد. در سال 1986، وگا 1 و وگا 2 (کشتی های متعلق به اتحاد جماهیر شوروی) از فاصله نزدیک دنباله دار هالی را که تنها هر 76 سال یک بار به خورشید نزدیک می شود، کاوش کردند. اکتشافات فضایی ادامه دارد...

همانطور که می بینید، فیزیک یک علم بسیار مهم و مفید است. رانش جت در طبیعت و فناوری تنها یکی از موضوعات جالبی است که در آن به آن پرداخته می شود. و دستاوردهای این علم بسیار بسیار قابل توجه است.

این روزها چگونه از نیروی محرکه جت در طبیعت و فناوری استفاده می شود

در فیزیک، اکتشافات مهمی در چند قرن اخیر انجام شده است. در حالی که طبیعت تقریباً بدون تغییر باقی مانده است، فناوری با سرعتی سریع در حال توسعه است. امروزه اصل رانش جت نه تنها توسط حیوانات و گیاهان مختلف، بلکه در فضانوردی و هوانوردی نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. در فضای بیرونی هیچ وسیله ای وجود ندارد که جسم بتواند از آن برای برهمکنش استفاده کند تا مقدار و جهت سرعت خود را تغییر دهد. به همین دلیل است که فقط می توان از موشک برای پرواز در فضای بدون هوا استفاده کرد.

امروزه پیشرانه جت به طور فعال در زندگی روزمره، طبیعت و فناوری استفاده می شود. این دیگر مانند گذشته یک راز نیست. با این حال، انسانیت نباید در همین جا متوقف شود. افق های جدیدی در پیش است. من می خواهم باور کنم که حرکت جت در طبیعت و فناوری که به طور خلاصه در مقاله توضیح داده شده است، کسی را برای اکتشافات جدید ترغیب می کند.