И. Степанов - Полет птиц и насекомых без формул. Часть I. Описание

Все тела, находящиеся в воздушной среде, не имеют полностью гладких поверхностей. Поверхности тел, как правило, шероховаты, имеют различные выступы, наросты или впадины, а также волосяной покров, увеличивающие площадь поверхности тел и дающие возможность большего зацепления с воздухом.

При движении тела все эти шероховатости захватывают часть воздуха с собой. Молекулярное натяжение увеличивается, и часть воздуха устремляется вслед за движущимся телом. Если в этот момент резко остановить тело, то движущийся за телом поток воздуха «врежется» в тело и произведет толчок, направленный в сторону движения тела.

При исследовании растительного и животного мира, необходимо всегда помнить одну очень важную деталь. Все представители флоры и фауны, которые не обладают интеллектом, не могут сами что- либо производить по своей воле. Они в состоянии лишь пользоваться тем, что дано им от природы.

Растительный мир очень разнообразен. Почти всё лето и начало осени по воздуху летают различные семена деревьев, кустарников и трав. Некоторые семена снабжены различного рода парашютными системами.

Прежде, чем перейти к описанию полёта птиц и насекомых, есть необходимость рассказать немного о том, каким образом совершают свой полёт листья деревьев, семена клёна, одуванчика и др. растений.

Казалось бы, всё уже известно, что здесь можно рассказать нового?

И всё-таки, я попытаюсь показать кое-что, что может оказать помощь людям, заинтересованным и стремящимся познать физические причины горизонтального полёта многих семян растений, а также основы средств торможения, которыми они снабжены.

Полёт семян, это пассивный полёт, пассивное передвижение тела сверху вниз и, в некоторых случаях, даже снизу-вверх.

Но, если бы семена не обладали возможностью к горизонтальному перемещению, то они падали бы непосредственно под ветками и распространение растений по поверхности земли не происходило бы столь интенсивно, как мы это наблюдаем.

Все падающие семена, имеющие средства торможения, даже при незначительном ветре меняют направление своего движения, вплоть до противоположного. Как и за счет чего, это происходит?

Чтобы это понять, рассмотрим для начала одуванчик, семя которого снабжено парашютиком. (См. II Часть «Наглядное приложение»).

Семя одуванчика имеет вертикальный стержень, наверху которого под почти прямым углом к стержню, расположено множество маленьких, но крепких веточек, на которых тоже расположено множество волосков и крючочков. Находясь в непосредственной близости друг к другу и переплетаясь между собой, горизонтальные веточки и волоски создают множество препятствий для движения потоков воздуха через них.

В верхней части вертикального стержня семени, где расположен парашют, создается повышенный перепад давления воздуха. Если давление воздуха выше над парашютиком, то семя остаётся на цветке. Если давление под парашютиком становится выше, чем над ним, то семя отрывается от цветка и начинает свой полёт вместе с ветром. Движение ветра, особенно кратковременное, обычно направлено горизонтально и вверх, закручиваясь, поэтому парашютик, начиная своё движение почти горизонтально в сторону от цветка, довольно-таки быстро устремляется кверху. Высота, на которую первоначально поднимается семя, зависит от силы ветра и продолжительности дуновения.

Дальнейшее вертикальное перемещение зависит оттого, имеется ли движение воздуха на той высоте, куда попал парашютик. Если там присутствует движение воздуха, а оно, как было сказано, направлено, в основном, прямо (горизонтально) и вверх, то парашютик, захваченный новым потоком воздуха, снова устремляется кверху. Если, по каким-то причинам, всякое движение воздуха прекращается, то парашютик начинает свое движение вниз, на землю. В связи с особенностью конструкции (семя плюс парашютик), движение его происходит не строго вертикально, но и горизонтально тоже.

Особенность конструкции заключается в следующем.

Во-первых, стержень, на котором находится парашютик, выходит из семени под некоторым углом к нему или само семя имеет изгиб. Таким образом, при падении семени создается дополнительная площадь лобового сопротивления, которая является причиной горизонтального смещения семени, а значит, и парашютика в целом. Горизонтальное смещение падающего семени приводит к тому, что семя всё дальше и дальше удаляется от своего цветка.

Во-вторых, веточки парашютика, расположенные близко друг к другу и имеющие множество ещё меньших волосков, находящихся под острым углом к веточке, увеличивают площадь сопротивления потоку, не ограничиваясь лишь геометрическим радиусом, как это наблюдается у листьев. Площадь лобового сопротивления парашютика является суммой площадей всех без исключения веточек и волосков в связи с тем, что они находятся на разных уровнях. Веточки парашютика, находясь на разных уровнях, и не образуя одну непрерывную горизонтальную поверхность, в одно и тоже время воспринимают различные импульсы сил лобового сопротивления, направляя их на центральный стержень.

В-третьих, стержень семени плотный, крепкий и вместе с парашютиком, расположенным в его верхней части, составляют одно целое. Жесткая конструкция напоминает гантели со смещённым центром тяжести относительно ее середины.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.