Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Biorąc pod uwagę gabaryty, koliberki żarogłowe (Calypte anna) popisujące się przed samicami osiągają podczas lotu nurkowego prędkość większą niż myśliwce czy wahadłowiec, który lądując, wchodzi w atmosferę ziemską.

Christopher Clark z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley posłużył się superszybkimi kamerami, utrwalającymi do 500 klatek na sekundę. Biolog zachęcił ptaki do wykonywania "kaskaderskich" popisów, wykorzystując atrapy samic. Koliberki żarogłowe w ciągu sekundy pokonywały 385 długości ciała i podczas spadania z wysokości 30 metrów poruszały się z prędkością niemal 94 kilometrów na godzinę.

Na późniejszych etapach nurkowania, gdy ptak rozkładał skrzydła, by się wznieść, chwilowe przyspieszenie było większe od wszystkich, jakie do tej pory udało się zarejestrować podczas wykonywania przez żywy organizm manewrów powietrznych. Dodatkowo okazało się, że na kolibra działają ogromne przeciążenia (do 10 g).

Wcześniejsze rekordy należały do polującego sokoła wędrownego (200 długości/s) i do jaskółek pikujących z dużych wysokości (350 długości /s). Dla porównania: myśliwiec z włączonymi dopalaczami pokonuje w ciągu sekundy "tylko" 150 swoich długości, a powracający na Ziemię wahadłowiec 207.

Północnoamerykański koliberek żarogłowy normalnie lata z prędkością ok. 53 km/h. Daje z siebie wszystko w sezonie lęgowym, gdy na jego terytorium pojawi się atrakcyjna samica. Samiec zaczyna się wtedy wznosić i opadać. Gdy znajduje się w najniższym punkcie opadania i osiąga największą prędkość, jego pióra wydają charakterystyczny odgłos – wybuchowe piszczenie. Na początku ptak trzepocze skrzydłami, potem składa je wzdłuż boków, aż wreszcie udaje mu się osiągnąć zawrotną szybkość.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Interesujące - jednak porównania takie nie należą do najbezpieczniejszych:

Mucha domowa, uchodząca za owadziego "demona szybkości" (bo w sytuacjach zagrożenia osiąga prędkości ponad 20km/h), potrafi pędzić z szybkością 617(!) długości ciała na sekundę (według Wikipedii długość ciała osobnika dorosłego to 6-9mm).

I choć brakuje danych, aby oszacować wielkość przyspieszeń działających na owada wykonującego podczas lotu manewry (być może tu wygrałby koliber), to imponuje fakt, że aby tę prędkość osiągnąć mucha nie potrzebuje grawitacji.

(Ciekawe jaką prędkość osiągnęłaby w stanie nieważkości, gdzie nie istnieje konieczność równoważenia siły ciężkości)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Biolog zachęcił ptaki do wykonywania "kaskaderskich" popisów, wykorzystując atrapy samic.

 

to co dopiero by się działo, gdy posłużył się prawdziwymi samicami;)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Interesujące - jednak porównania takie nie należą do najbezpieczniejszych

No właśnie - to coś jak że mrówka podnosi 7 razy masę swojego ciała, a tym czasem proporcjonalnie tych mięśni zbyt dużo nie ma - bezwymiarowo masa rośnie jak r^3, siła zależy od powierzchni mięśnia - jak r^2, czyli względna siła jak r^-1.

Z lataniem jest trochę trudniej - moc potrzebna do pokonania oporów powietrza jest powiedzmy proporcjonalna do pola powierzchni (r^2) i pewnej (przyjmuje się trzeciej, ale przy wolnym ruchu może być niższa) potęgi prędkości. Moc na jaką pozwolić sobie może organizm jest w przybliżeniu proporcjonalna do jego masy (r^3).

Czyli bezwzględna prędkość skaluje się mniej więcej jak r^{1/3}.

Jeśli wyrazimy ją w długościach ciała dostajemy r^{-2/3}.

I zresztą intuicyjnie - w takich jednostkach koliber nie miałby szans z nawet poruszającą się dyfuzyjnie bakterią :P

 

o co dopiero by się działo, gdy posłużył się prawdziwymi samicami;)

Na szczęście tego eksperymentu, samice zwracają uwagę praktycznie wyłącznie na wygląd zewnętrzny ;P

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Z im większą prędkością dwie powierzchnie metalowe przesuwają się po sobie, tym bardziej się zużywają. Okazało się jednak, że przy bardzo dużych prędkościach, porównywalnych z prędkością pocisku wystrzeliwanego pistoletu, proces ten ulega odwróceniu. Szybszy ruch powierzchni prowadzi do ich wolniejszego zużycia.
      Gdy dwie metalowe powierzchnie ześlizgują się po sobie, zachodzi wiele złożonych procesów. Krystaliczne regiony, z których zbudowane są metale, mogą ulegać deformacjom, pęknięciom, mogą skręcić się czy nawet zlać. Występuje tarcie i niszczenie powierzchni. Ten niepożądany proces powoduje, że urządzenia się zużywają oraz ulegają awariom. Dlatego też ważne jest, byśmy lepiej zrozumieli zachodzące wówczas procesy. Podczas badań nad tym zjawiskiem naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu (TU Wien) i Austriackiego Centrum Doskonałości Tribologii dokonali zaskakującego, sprzecznego z intuicją odkrycia.

      W przeszłości tarcie mogliśmy badać tylko w czasie eksperymentów. W ostatnich latach dysponujemy superkomputerami na tyle potężnymi, że możemy w skali atomowej modelować bardzo złożone procesy zachodzące na powierzchniach materiałów, mówi Stefan Eder z TU Wien. Naukowcy modelowali różne rodzaje metalowych stopów. Nie były to doskonałe kryształy, ale powierzchnie bliskie rzeczywistości, złożone niedoskonałe struktury krystaliczne. To bardzo ważne, gdyż te wszystkie niedoskonałości decydują o tarciu i zużywaniu się powierzchni. Gdybyśmy symulowali doskonałe powierzchnie miałoby to niewiele wspólnego z rzeczywistością, dodaje Eder.
      Z badań wynika, że przy dość niskich prędkościach, rzędu 10-20 metrów na sekundę, zużycie materiału jest niewielkie. Zmienia się tylko zewnętrzna jego warstwa, warstwy głębiej położone pozostają nietknięte. Przy prędkości 80–100 m/s zużycie materiału, jak można się tego spodziewać, wzrasta. Stopniowo wchodzimy tutaj w taki zakres, gdzie metal zaczyna zachowywać się jak miód czy masło orzechowe, wyjaśnia Eder. Głębiej położone warstwy materiału są ciągnięte w kierunku ruchu metalu przesuwającego się po powierzchni, dochodzi do całkowitej reorganizacji mikrostruktury.
      Później zaś na badaczy czekała olbrzymia niespodzianka. Przy prędkości ponad 300 m/s zużycie ocierających się o siebie materiałów spada. Mikrostruktury znajdujące się bezpośrednio pod powierzchnią, które przy średnich prędkościach były całkowicie niszczone, pozostają w większości nietknięte. To zaskakujące dla nas i wszystkich zajmujących się tribologią. Jednak gdy przejrzeliśmy literaturę fachową okazało się, że obserwowano to zjawisko podczas eksperymentów. Jednak nie jest ono powszechnie znane, gdyż eksperymentalnie bardzo rzadko uzyskuje się tak duże prędkości, dodaje Eder. Wcześniejsi eksperymentatorzy nie potrafili wyjaśnić, dlaczego tak się dzieje. Dopiero teraz, dzięki symulacjom komputerowym, można pokusić się o bardziej dokładny opis.
      Analiza danych komputerowych wykazała, że przy bardzo wysokich prędkościach w wyniku tarcia pojawia się duża ilość ciepła. Jednak ciepło to jest nierównomiernie rozłożone. Gdy dwa metale przesuwają się po sobie z prędkością setek metrów na sekundę, w niektórych miejscach rozgrzewają się do tysięcy stopni Celsjusza. Jednak pomiędzy tymi wysokotemperaturowymi łatami znajdują się znacznie chłodniejsze obszary. W wyniku tego niewielkie części powierzchni topią się i w ułamku sekundy ponownie krystalizują. Dochodzi więc do dramatycznych zmian w zewnętrznej warstwie metalu, ale to właśnie te zmiany chronią głębsze warstwy. Głębiej położone struktury krystaliczne pozostają nietknięte.
      Zjawisko to, o którym w środowisku specjalistów niewiele wiadomo, zachodzi w przypadku różnych materiałów. W przyszłości trzeba będzie zbadać, czy ma ono również miejsce przy przejściu z dużych do ekstremalnych prędkości, stwierdza Eder. Bardzo szybkie przesuwanie się powierzchni metalicznych względem siebie ma miejsce np. w łożyskach czy systemach napędowych samochodów elektrycznych czy też podczas polerowania powierzchni.
      Szczegóły badań zostały opublikowane na łamach Applied Materials Today.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Brytyjscy piloci będą mogli wkrótce skorzystać z prawdopodobnie najdoskonalszego na świecie symulatora samolotu myśliwskiego. Będzie on służył do ćwiczeń lądowania F-35 na pokładzie lotniskowca klasy Queen Elizabeth. To następca obecnie używanych jednostek klasy Invincible. Pierwszy nowy lotniskowiec wejdzie do służby w 2016 roku.
      W BAE Systems powstał tymczasem niemal doskonały symulator. Steve Long, pilot testowy firmy mówi, że wrażenia podczas symulowanego lotu niewiele odbiegają od tych, doznawanych gdy siedzi się za sterami prawdziwego myśliwca. Jego słowa zdaje się potwierdzać redaktor serwisu Geek, który miał okazję korzystać z symulatora, na którym ćwiczą piloci bombowców B2 Stealth. Uważa on, że amerykańskiemu symulatorowi daleko do tego, co powstało w BAE Systems.
      Lądowanie na lotniskowcu to jedno z najtrudniejszych zadań stojących przed pilotami. Podczas wojny w Wietnamie prowadzono na symulatorach badania, które polegały na pomiarze pracy serca pilotów w różnych warunkach. Okazało się, że piloci najbardziej bali się nie sytuacji, w której byli ostrzeliwani z działek czy rakiet. Najbardziej przerażało ich lądowanie w nocy na poruszającym się pokładzie lotniskowca.
       
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Skłaniając ludzi do myślenia w szybkim tempie, można ich zachęcić do podejmowania ryzyka. Amerykańscy psycholodzy uważają, że współczesne filmy o wartkiej akcji czy migające światła w kasynie wywierają na nas taki właśnie wpływ.
      W ramach wcześniejszych badań prof. Emily Pronin z Princeton University wykazała, że można zmienić tempo myślenia i że myślenie w żywszym tempie wprowadza ludzi w dobry nastrój. Wiedząc to, Amerykanka zastanawiała się, czy myśląc szybko, jesteśmy bardziej skłonni podejmować ryzyko. Stąd pomysł na 2 eksperymenty.
      W 1. uczestnicy odczytywali na głos stwierdzenia wyświetlane na ekranie komputera. Prędkość wyświetlania można było kontrolować i czasem była ona 2-krotnie większa od zwykłego tempa czytania, a czasem 2-krotnie mniejsza. Później ochotnicy mieli nadmuchać serię wirtualnych balonów. Każde dmuchnięcie dodawało do banku kolejne 5 centów, jednocześnie zwiększało się jednak ryzyko pęknięcia. Jeśli dana osoba przestawała dmuchać przed pęknięciem, zachowywała zebrane pieniądze. Jeśli nie, ulatniały się one razem z powietrzem z pękniętego balonu. Okazało się, że osoby, które zmuszono do czytania z prędkością większą od przeciętnej, dmuchały dłużej niż reszta i z większym prawdopodobieństwem traciły pieniądze.
      W drugim eksperymencie badani oglądali 3 filmiki wideo. Każdy przedstawiał neutralne sceny - np. wodospady, iguany czy miasta - ale zróżnicowano je ze względu na średnią długość ujęcia. Tempo było więc bardzo duże (jak w klipach muzycznych), średnie (jak w typowym filmie hollywoodzkim) albo plasowało się między nimi. Po obejrzeniu nagrań uczestnicy studium wypełniali kwestionariusz z pytaniami dotyczącymi prawdopodobieństwa angażowania się w najbliższym półroczu w ryzykowne zachowania, np. seks bez zabezpieczeń. I tym razem stwierdzono, że im większe tempo filmu i myślenia, tym większa skłonność do podejmowania ryzyka.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Poruszając się z prędkością 2 m/s, czyli 7,19 km/h, ludzie wolą biec niż iść. Doktorzy Gregory Sawicki i Dominic Farris z Uniwersytetu Północnej Karoliny uważają, że dzieje się tak, gdyż przy takiej szybkości podczas biegu lepiej wykorzystujemy kluczowy mięsień łydki.
      Naukowcy, których artykuł ukazał się w Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), posłużyli się ultrasonografią, filmowaniem ruchu szybką kamerą oraz bieżnią mierzącą nacisk. W ten sposób mierzyli zachowanie mięśni łydki podczas biegu i chodzenia.
      Niewielka głowica ultrasonograficzna przymocowywana z tyłu nogi pokazywała w czasie rzeczywistym, jak mięsień dostosowuje się do chodu i biegu z różną prędkością. Szybkie zdjęcia zademonstrowały, że głowa przyśrodkowa mięśnia brzuchatego działa jak sprzęgło uruchamiające się szybko po rozpoczęciu chodzenia. Mięsień brzuchaty przytrzymuje jak linka jeden z końców ścięgna Achillesa, gdy przekazywana jest do niego energia do rozciągania. Później do gry włącza się samo ścięgno, które podczas odrzutu uwalnia zmagazynowaną energię, wspomagając w ten sposób ruch.
      Studium ujawniło, że gdy mięsień coraz szybciej zmienia swoją długość, dostarcza coraz mniej mocy, co oznacza obniżenie ogólnej wydajności. Kiedy jednak ludzie zaczynają biec z prędkością ok. 2 m/s, mięśnie zwalniają: zmiana długości zachodzi wolniej, zapewniając większą moc przy słabszej pracy.
      Techniki ultrasonograficzne pozwalają oddzielić od siebie ruchy poszczególnych mięśni podudzia. Dotąd nie były, niestety, wykorzystywane w takim kontekście - podkreśla Farris. Badanie wyjaśnia, czemu superszybki chód jest ograniczony właściwie do olimpiad i innych zmagań sportowych. Mięśnie pracują zbyt nieefektywnie, dlatego ciało przestawia się na bieg. Rosną wtedy skuteczność zarządzania energią i wygoda.
      W miarę jak idziemy coraz szybciej, miesień nie jest w stanie dopasować się do prędkości ruchu. Kiedy jednak dokonuje się przejście od chodu do biegu, ten sam mięsień staje się niemal statyczny i nie musi zmieniać swojego zachowania w znacznym stopniu, gdy biegacz coraz bardziej się rozpędza (choć nie testowaliśmy go podczas sprintów) - wyjaśnia Sawicki.
       
       
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Plemniki golców (Heterocephalus glaber) są bardzo zniekształcone i wolne. Biolodzy sądzą, że dzieje się tak z powodu braku konkurencji między gametami. Dominująca samica - królowa - decyduje, z którym samcem chce kopulować i tłumi instynkty reprodukcyjne pozostałych.
      Zespół Liany Maree z University of the Western Cape pobrał próbki spermy trzymanych w niewoli golców. Testy ujawniły wiele nieprawidłowości. Zdolność poruszania się zachowało zaledwie 7% plemników, w dodatku pływały one z prędkością zaledwie ok. 35 mikrometrów na sekundę (najwolniej u wszystkich ssaków).
      Stwierdzono skrajny polimorfizm plemników, a większość sklasyfikowano jako anormalne. Główki plemników przyjmowały wiele różnych kształtów. Były kuliste, owalne, wydłużone, asymetryczne i amorficzne. Chromatyna w jądrze wydawała się nieregularna i zdezorganizowana (między jej skupiskami znajdowało się np. dużo wolnej przestrzeni). We wstawce występowało od 5 do 7 okrągłych lub owalnych mitochondriów. W takich okolicznościach nie powinno dziwić, że bez energii do napędu plemniki golców poruszają się tak wolno. Dla porównania: ludzkie plemniki w sekundę przebywają ok. 0,1 mm.
      Golec jest dobrym modelem tego, co dzieje się z ludźmi - uważa Maree, nawiązując do tendencji monogamicznych w obrębie naszego gatunku. Wcześniejsze badania wykazały, że u człowieka porusza się ok. 60% plemników, podczas gdy u bardziej promiskuitycznych gatunków odsetek ten wzrasta do 95%.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...