Transcript Kā noturēties gaisā? - Latvijas universitāte

Kā noturēties gaisā?
Guna Doķe
10. 11. 12.
• Kādēļ ziloņiem ir plakanas pēdas?
• Kādēļ ziloņiem ir plakanas pēdas?
– Jo viņi krīt no kokiem
• Kādēļ ziloņiem ir plakanas pēdas?
– Jo viņi krīt no kokiem
• Kādēļ ziloņiem ir plakanas ausis?
• Kādēļ ziloņiem ir plakanas pēdas?
– Jo viņi krīt no kokiem
• Kādēļ ziloņiem ir plakanas ausis?
– Jo viņi ne vienmēr piezemējas uz kājām
Krišana
Krišana
F1 – spēks
m – masa
g – brīvās krišanas paātrinājums
F1  m  g
g = 9.8 m/s2 =
m/s
s
Krišana
1
F2  Cd     v 2  S
2
F2 – spēks
Cd – plūsmas pretestības koeficients
(bezdimensionāls)
ρ – gaisa blīvums
v – krišanas ātrums
S – saskares laukums
F1 – spēks
m – masa
g – brīvās krišanas paātrinājums
F1  m  g
g = 9.8 m/s2 =
m/s
s
Kā noturēt ziloni gaisā?
F1  mg
1
F2  Cd     v 2  S
2




1
 mg  Cd     v 2  S
2
ja F1  F2
mg
 v
 const
1
Cd     S
2
Pirmais Ņūtona likums, jeb inerces likums: ja uz ķermeni neiedarbojas
citi ķermeņi vai arī, ja to iedarbība ir savstarpēji pretēja, ķermenis
saglabā miera vai vienmērīgas taisnvirziena kustības stāvokli.
Kādēļ zilonis krīt ātrāk nekā pele?
F1  mg
1
F2  Cd     v 2  S
2
• Ziloņa smaguma spēks ir ievērojami lielāks
nekā peles smaguma spēks
• Lai panāktu situāciju F1 = F2 nepieciešams
lielāks krišanas ātrums
• Ziloņa kustība tiek paātrināta ilgāk
• Nemainīgais krišanas ātrums ir lielāks →
zilonis ātrāk sasniedz zemi
Kā noturēt ziloni gaisā (ilgāk)?
• Palielinot saskares laukumu!
Izpletņu tipa lidošana/krišana
dzīvnieku pasaulē
•
Dažādi zirnekļi
•
Sifaka
•
Indris
•
Galagos
•
Saki pērtiķi
•
Kaķi (nosacīti)
•
u.c.
Par izpletņa tipa lidošanu uzkata procesu, kad kritiens uz
leju notiek leņķī ne mazākā 45 grādi pret horizontu
Planēšana
Planēšana
Planēšanas virziens
Smaguma spēks
(F = mg)
Planēšana
«Berzes» spēks
Gaisa pretestības radīts,
parādās pretēji
planēšanas virzienam
Planēšanas virziens
Smaguma spēks
(F = mg)
Planēšana
Cēlējspēks
Rodas gaisa plūsmas un
planētāja aerodinamiskās
uzbūves mijiedrbības rezultātā
(sīkāks apskats teorijas
daļā)
Planēšanas virziens
«Berzes» spēks
Gaisa pretestības radīts,
parādās pretēji
planēšanas virzienam
Smaguma spēks
(F = mg)
Cēlējspēks
Virs spārna: lielāks ātrums → mazāks spiediens
→ parādās cēlējspēks
Zem spārna: mazāks ātrums → lielāks spiediens
Planēšana – kā viņi to dara I
•
Ādas kroka ķermeņa sānos starp
priekšējām un pakaļējām ekstremitātēm,
vai pat līdz astes galam
•
Planējošo varžu gadījumā, ādas
membrānas ar lielu virsmas laukumu ir
starp pirkstiem
Video Gliding snake:
http://www.youtube.com/watch?v=3vhgC_g1cmU
Planēšana – kā viņi to dara II
• Pielāgojot savu ķermeņa formu!
• «Lidojošā» čūska izplešs savas ribas un iegūst ķermeņa formu, kas palielina saskares
laukumu un atbilst nosacījumiem, lai parādītos cēlējspēks
• Planējošās skudras, krītot no kokiem, maina sava ķermeņa formu, lai varētu mainīt
kritiena ātrumu un trajektoriju un nokļūt atpakaļ uz koka stumbra
Planēšana – kā viņi to dara III
• Spuras kalpo kā spārni
• Var noplanēt līdz pat 400 m un sasniegt ātrumu 7 km/h
• Maksimālais augstums virs jūras līmeņa 6 m
Planēšana – kā viņi to dara IV
• Izmantojot siltās gaisa plūsmas
Planēšana – kā viņi to dara V
Dažādas putnu sugas izmanto augšupejošas gaisa plūsmas,
kas rodas gaisa masām saskaroties ar:
• Klintīm
• Kalniem
• Ēkām
• Viļņiem
Planēšana – kā viņi to dara VI
Bet ja nepietiek arī ar to...
• Nepieciešami
kustīgi spārni
(vai jebkas cits ,
kas var kalpot kā
dzinējs)
Lidošana
Cēlējspēks
Dzinējspēks!!
«Berzes» spēks
Rodas spārnu kustības rezultātā
Smaguma spēks
Spārnu kustība un dzinējspēks
Putni pamatā izmanto 2 veidu spārnu kustības:
• gredzenveida - virpuļu (lēnam lidojumam)
• nepārtrauktas - virpuļu (ātram lidojumam)
Spārnu forma
Spārna formu viegli raksturot kā spārna garuma un platuma attiecību (putniem šī
attiecība var būt no 1.5 līdz pat 18)
Putniem, kas izmanto planēšanu vai arī tiem,
kam nepieciešama spēja uzņemt lielu atrumu
Parasti dažādiem dziedātājputniem,
dzeņiem, u. c. putniem, kam
nepieciešams lidināties starp
kokiem un spēt izdarīt asus
pagriezienus
Putna svara –
spārnu laukuma
attiecība (raksturo
slodzi uz spārniem)
•
Vel viens lidošanas spēju aprakstošs
lielums ir putna svara – spārnu laukuma
attiecība
•
Putniem, kuriem šī attiecība ir zema,
nepieciešams mazāk jaudas, lai lidotu
Spalvu nozīme
Palīdz izvairīties no virpuļu rašanās ,
samazina to
Astes nozīme
Paldies par
uzmanību un
veiksmi testā!