Номер 1, страница 88, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Закон архимеда. Плавание тел. Параграф 67. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 1, страница 88.

Условие.

• Способы плавания морских животных и рыб.

Решение.

Плавание в водной среде основано на двух фундаментальных принципах: создание движущей силы (тяги) для продвижения вперед и преодоление силы сопротивления воды (лобового сопротивления). Для равномерного движения животного вперед, создаваемая им сила тяги $F_{тяги}$ должна быть равна или превышать силу сопротивления среды $F_{сопр}$. Морские животные и рыбы в ходе эволюции выработали множество разнообразных и высокоэффективных способов плавания, которые можно классифицировать по тому, какие части тела используются для создания движущей силы.

Способы плавания рыб

Плавание рыб является наиболее изученным и разнообразным. Его условно делят на две большие группы в зависимости от того, что является основным движителем.

1. Движение за счет изгибания тела и/или хвостового плавника (BCF - Body and/or Caudal Fin locomotion). Это наиболее распространенный тип плавания, при котором тяга создается волнообразными движениями, проходящими по телу сзади. В зависимости от того, какая часть тела участвует в движении, выделяют несколько стилей:

- Угревидный (Anguilliform): Практически все тело животного изгибается в виде синусоиды. Такой способ не очень эффективен с точки зрения скорости, но обеспечивает высокую маневренность. Характерен для угрей, миног, некоторых акул.

- Субкарангиформный, Карангиформный, Тунневидный (Subcarangiform, Carangiform, Thunniform): Эти стили представляют собой эволюционный ряд в сторону увеличения эффективности и скорости. Волнообразные движения все больше концентрируются в задней части тела и на хвостовом плавнике. У субкарангиформного стиля (форель, треска) изгибается задняя половина или треть тела. У карангиформного (ставриды, сельди) - только задняя треть и хвост. Тунневидный стиль (тунцы, скумбрии, некоторые акулы) является вершиной скоростного плавания: тело остается почти неподвижным, а основная работа совершается мощным серповидным хвостовым плавником. Это минимизирует турбулентность и сопротивление.

- Острациформный (Ostraciiform): Тело рыбы жесткое, часто заключено в панцирь. Движение осуществляется только за счет колебаний хвостового плавника, как весла. Такой способ небыстрый, но экономичный. Примеры: рыбы-коробочки, кузовки.

2. Движение за счет срединных и/или парных плавников (MPF - Median and/or Paired Fin locomotion). В этом случае тяга создается не телом, а плавниками.

- Губановидный (Labriform): Рыба "гребет" грудными плавниками. Это обеспечивает исключительную маневренность, позволяя двигаться вперед, назад и зависать на месте. Характерен для рыб, обитающих в сложных условиях, например, в коралловых рифах (губаны, рыбы-попугаи).

- Раиформный (Rajiform): Движение осуществляется за счет волнообразных движений длинных и широких грудных плавников. Создается впечатление, что животное летит в воде. Характерно для скатов.

- Другие типы: Существуют также амиевидный (волны по длинному спинному плавнику, например, у морского конька), гимнотовидный (волны по анальному плавнику) и балистовидный (одновременная работа спинного и анального плавников, как у спинорогов и рыбы-луны) стили плавания.

Ответ: Рыбы используют разнообразные способы плавания, основанные либо на волнообразных движениях всего тела и хвоста для скорости, либо на точной работе отдельных плавников для маневренности, что позволяет им адаптироваться к различным экологическим нишам.

Способы плавания морских млекопитающих

Морские млекопитающие, вторично вернувшиеся в водную среду, выработали свои эффективные способы передвижения, отличающиеся от рыб.

- Китообразные (киты, дельфины, косатки): Основной движитель — мощный горизонтально расположенный хвостовой плавник (лопасти). В отличие от рыб, которые изгибают тело в горизонтальной плоскости (вправо-влево), китообразные совершают мощные вертикальные движения хвостом (вверх-вниз). Такой способ чрезвычайно эффективен для развития высоких скоростей и длительного плавания.

- Ластоногие (тюлени, морские львы, моржи): У этой группы есть два основных способа плавания. Ушастые тюлени (морские львы, морские котики) используют для гребли в основном передние ласты, совершая маховые движения, похожие на полет птицы. Настоящие тюлени, наоборот, гребут задними ластами, которые движутся из стороны в сторону, а тело совершает волнообразные движения, как у рыб.

- Сирены (дюгони, ламантины): Их способ плавания схож с китообразными. Они медленно и плавно перемещаются за счет вертикальных ударов большого, округлого хвостового плавника.

Ответ: Морские млекопитающие плавают преимущественно за счет вертикальных движений горизонтально расположенного хвостового плавника (китообразные, сирены) или используя для гребли передние (ушастые тюлени) либо задние (настоящие тюлени) конечности, превращенные в ласты.

Способы плавания морских рептилий

Современные морские рептилии также демонстрируют несколько адаптаций к водному образу жизни.

- Морские черепахи: Их передние конечности превратились в мощные ласты. Плавание происходит за счет синхронных или асинхронных маховых движений этими ластами, что напоминает подводный полет. Задние лапы используются в основном как рули.

- Морские змеи и морская игуана: Эти животные используют угревидный способ плавания, изгибая свое уплощенное с боков тело и хвост в горизонтальной плоскости, подобно угрям и рыбам.

Ответ: Морские рептилии плавают либо совершая маховые движения передними ластами (черепахи), либо изгибая уплощенное с боков тело и хвост (змеи, игуаны).

Способы плавания морских беспозвоночных

Мир беспозвоночных предлагает уникальные и непохожие на позвоночных методы передвижения.

- Головоногие моллюски (кальмары, осьминоги, каракатицы): Основной способ их передвижения — реактивный. Животное набирает воду в мантийную полость, а затем с силой выбрасывает ее через специальную трубку — воронку (сифон). Направляя сифон, они могут изменять направление движения. Это позволяет им развивать очень большие скорости, особенно кальмарам.

- Медузы (сцифоидные): Передвигаются за счет пульсации своего купола. Ритмично сокращая мускулатуру, медуза выталкивает воду из-под купола, что создает реактивную тягу и толкает ее вперед. Это один из самых энергоэффективных способов плавания в животном мире.

- Ракообразные (креветки, криль): Для медленного плавания используют ритмичные взмахи маленьких плавательных ножек на брюшке (плеоподов). Для резкого рывка назад (реакция бегства) они резко подгибают под себя брюшко с хвостовым веером.

Ответ: Морские беспозвоночные используют разнообразные способы плавания, включая реактивное движение за счет выброса струи воды (головоногие), ритмичные сокращения тела (медузы) и греблю специализированными конечностями (ракообразные).