Олимпиадная работа Лебедева Дмитрия и Корнеева Дмитрия Учеников 11 а школы

Природа материальный мир Вселенной, в сущности основной объект изучения науки. В быту слово « природа » часто употребляется в значении естественная среда обитания ( всё, что не создано человеком ).

Локация в живой природе в основном изучает наука Биолокация. Биолокация способность животных определять в окружающем пространстве положение каких - либо объектов ( направление, расстояние ), получать информацию об этих объектах ( размеры, форма ) либо информацию о собственной ориентации в окружающем пространстве ( биоориентация ). Биолокация животных основана на рецепции внешних механических ( тактильных ), акустических или электрических раздражителей. Различают пассивную биолокацию, при которой источником раздражителей выступают объекты окружающей среды ( например, механические колебания, воспринимаемые боковой линией некоторых рыб или электрические поля, воспринимаемые ампулами Лоренцини скатов ) и активную биолокацию, в которой источником зондирующего сигнала является само животное ( эхолокация дельфинов и летучих мышей, активная электролокация некоторых видов рыб ).

Для совершенствования технических средств локации, работающих в разных средах, чрезвычайно важно знать, как действуют очень чувствительные живые « радары ».

Рыбы со слабой электрической активностью создают импульсы низкого напряжения и разной частоты, которые служат им для навигации. Так угорь испускает импульсы частотой 25 Гц, мормирус – частотой около 100 Гц, гимпарк – около 300 Гц. Мормирус или нильский длинорыл, обладает « радаром », обеспечивающим ему безопасность жизни в мутных придонных водах. Его « радар » расположенный у хвоста, излучает электрические сигналы с амплитудой в несколько вольт. Как только вблизи рыбы появляется инородное тело, электрическое поле вокруг меняется, а нервные окончания особого органа, находящегося у основания спинного плавника, улавливает эти мельчайшие изменения. Кроме того, по – видимому, улавливаются отраженные импульсы и изменения магнитного поля.

Гимпарк – хищная африканская речная рыба, в момент генерации электрического импульса сама заряжается : ее хвост становится отрицательно заряженным по отношению к голове, при этом образуется электрическое поле, подобное полю диполя. Его нарушение инородным телом сразу же замечает электрорецептор рыбы. Гимпарк способен воспринимать изменение поля в 0,03 мкВ / см, у него хорошо развит мозг ( его масса составляет 1/50 всей массы тела ) и мозжечок, которые по - видимому являются природным счетно - решающим устройством локатора. Известно, что некоторые представители животного мира способны предсказывать погоду. Наблюдения за медузами показали, что эти кишечно - полостные улавливают недоступные человеку для прямого восприятия инфразвуки, хорошо распространяющиеся в морской воде и появляющиеся за 10 – 15 часов до шторма. Органы равновесия медузы представляющие собой пузырьки, в которых находятся известковые камешки, воспринимают через тело медузы колебания волны и передают их этим камешкам, а они перемещаются и это движение ощущают чувствительные клетки в стенках пузырьков. Изучение поведения медузы привело к созданию прибора, имитирующий ее орган слуха. Этот прибор служит для сигнализации о приближении шторма.

Изучение способов перемещения разных животных, помогло создать новые полезные механизмы ( Например, в снегоходе « Пингвин » воплощен принцип перемещения плавающих птиц. Перемещаясь на « брюхе », отталкиваясь ластами от снежного покрова, он достигает скорости 50 км / ч ). Принцип передвижения бесколесно – прыгающего автомобиля скопирован у кенгуру ( эти млекопитающие перемещаются прыжками высотой до 3 м и длиной до 10 м ). Прыгающая машина одновременно является трактором, автомобилем, тягачом, ей не нужна дорога. В основу создания ряда землеройных машин могут быть положены идеи, подсказанные живой природой. Дело в том, что личинки, обитающие в почве, имеют прекрасные приспособления для прокладывания ходов в почве, рыхления и раздвигания частиц грунта. У одних видов насекомых органы расположены спереди и работают как клин или отбойный молоток, а у других рыхлящий и сгребающий аппараты объединены в систему сложного скребка. Тщательное изучение этих приспособлений и их моделирование может оказаться полезным. Таким образом, был создан подземоход, который может быть назван « железным крабом », так как в его конструкции отражены особенности строения и передвижения живого краба.

Известна большая скорость движения дельфинов. Ее достижению способствует особое строение кожи животных. Немецкий инженер М. Крамер создал для судов специальное покрытие – « ломинфло », похожее на кожу кита, которое снижает сопротивление движению. Применение этого покрытия позволяет увеличить скорость судов почти вдвое.

Для судостроителей проблемой 1 является преодоление большого сопротивления, которое испытывают при движении, погруженные в воду, корпуса судов. По мере увеличения скорости, сопротивление очень быстро растет, что требует значительного и резкого повышения мощности двигателей. Поэтому судостроители вместе с учеными изучают особенности строения тех обитателей морей и океанов, которые обладают хорошими гидродинамическими качествами, в надежде четко выявить их и скопировать, т. е. воплотить в конструкциях новых типов кораблей. В Японии, например, построили океаническое судно, напоминающее по своей форме кита. Оказалось, что оно примерно на 15% экономичнее кораблей такого же водоизмещения, но обычной формы. Корпус одной из подводных лодок подобен телу быстроходной рыбы – тунца. Судно хорошо обтекаемо и маневренно.

Реализация идей полета человека началась с изучения механизма полета птиц, летучих мышей и насекомых. Еще в трудах Леонардо да Винчи есть схемы и зарисовки летательных аппаратов с машущими крыльями. А. Ф. Можайский также тщательно изучал строение птиц, прежде чем построил свой первый самолет с неподвижно раскрытыми крыльями. И это не случайно, так как действительно крыло птицы – чудо конструкции. Оно поражает прочностью и легкостью.

Большой интерес для ученых представляет реактивный двигатель кальмара, являющийся своеобразным и чрезвычайно экономичным водометом, который позволяет этому морскому головоногому моллюску совершать 1000 – мильные переходы, развивать скорость до 70 км / ч. Кальмар способен всплывать на поверхность с такой скоростью из глубины моря, что может пролететь над волнами свыше 50 м в длину, поднимаясь на высоту до м. Быстроходность и маневренность кальмара объясняется прекрасными гидродинамическими формами тела животного, за что его и прозвали « живой торпедой ».

Под словом « локация » понимается определение местоположения предметов, измерение их координат и параметров движения. В живой природе используются разнообразные формы и способы локации. У человека и большинства животных определение местоположения окружающих предметов осуществляется благодаря анализаторным системам дистантного действия, в основном зрительной и слуховой, причем эти системы в функциональном отношении у некоторых животных доведены до высочайшего совершенства. Достаточно вспомнить о необычайной остроте зрения у дневных хищных птиц или точности звуковой пеленгации добычи совами.

Для обнаружения объектов окружающей среды некоторые животные используют и другие виды информации. Глубоководные кальмары, например, помимо обычных органов зрения наделены особыми рецепторами, способными улавливать инфракрасные лучи, а своеобразные органы « термолокаторы » гремучих змей служат для поисков добычи, воспринимая тепловое излучение живых существ и реагируя на разность температур в тысячную долю градуса.

Подводя итоги работы можно сказать, что мы все тесно связаны с живой природой и нужно её хранить. На фото ПОЯСОХВОСТ

С этих сайтов была взята, переработана и использована информация для создания данной работы.