Збірник задач "Біологія і фізика. І частина. Механіка"

№

Задача

Відповідь

Грейхаунди неодмінні учасники собачих перегонів. Це найшвидші собаки. У гонитві за механічним зайцем вони розвивають швидкість понад 60 км / год. Так на чемпіонаті Австралії 1984 р грейхаунд-чемпіон подолав 540 м дистанції за 30,9 с. Знайдіть середню швидкість руху цієї собаки, запишіть результат у км/год.

Близько 62,9 км / год.

А грейхаунд по кличці Стар Тайтл в 1994 році встановив серед собак світовий рекорд розвинувши швидкість 67 км/ год.

Гепард за 2 секунди з місця може розвинути швидкість 65 км/год! А потім бігти зі швидкістю 110 км/год! Скаковий кінь, наприклад, може бігти зі швидкістю трохи вище 70 км/год, а хорт близько 65 км/год. Які особливості гепарда роблять його найшвидшою твариною із наземних ссавців?

Секрет швидкості гепарда – у гнучкості хребта, що дозволяє значно вигинати і витягувати спину, завдяки чому збільшується довжина стрибка, що сягає 7 м. На повній швидкості біг гепарда фактично являє собою серію гігантських стрибків.

Важливу роль у прискоренні грають кігті, які у гепарда не втягуються, як в інших представників сімейства котячих, а діють як шипи. Вони допомагають гепарду не втрачати рівноваги та стійкості під час бігу.

Якби гепард, найшвидший сухопутний звір, міг бігати по воді, то чи вдалося б йому втекти від риби-меча?

Не вдалося. Риба-меч здатна розвивати швидкість до 130 км/год, а гепард – до 110 км/год.

Вивчення гідродинамічних особливостей будови китів і дельфінів допомогло створити особливу обшивку підводної частини кораблів. Як при цьому змінилися швидкість та потужність суден?

Нова обшивка (ламінфло), аналогічно шкірі дельфіна, не змочується і має еластично-пружну структуру, що усуває турбулентні завихрення і забезпечує ковзання з мінімальним опором, тому швидкість збільшується на 20-25% при тій же потужності двигуна.

Чому собаці нелегко зловити лисицю, навіть якщо її швидкість більша?

Лисиця раптово змінює напрямок руху, собака ж деякий час за інерцією рухається у попередньому напрямку, тому не може слідувати за лисицею.

Скакальні кінцівки коника дуже довгі. Чому?

Тіло набуває більший запас енергії, якщо прикладена до нього сила діє тривалий час або на досить великому шляху, наприклад, розбіг перед стрибком, розмах перед ударом. М'язи коника не можуть розвинути великих зусиль, тому для збільшення дальності стрибка, яке вимагає значного накопичення енергії, служать його довгі кінцівки.

Кенгуру швидко й спритно стрибають. Середня швидкість пересування становить близько 50 км / год, при цьому при більш великій швидкості, вони витрачають менше енергії. Чому?

Стрибки кенгуру – швидкий і економний спосіб пересування. Їхні задні кінцівки зберігають в собі енергію подібно стисненим пружинам, яка допомагає знову злетіти вгору при наступному стрибку і приземлитися на відстані до 9 метрів, при цьому набираючи швидкість до 60 кілометрів на годину. Цей рух також розширює і стискає легені кенгуру, тому ці тварини не витрачають зусиль на дихання. Дуже активно використовується пасивна енергія в різних фазах стрибка. Кенгуру половину часу відпочиває, майже не напружуючи м'язи під час бігу-польоту.

За допомогою своїх сильних і довгих рук гібони пересуваються по гілках методом брахіації, тобто розгойдуючись на руках з однієї гілки на іншу. Як при цьому тварини економлять енергію?

Розгойдуючись на руках від гілки до гілки, гібони можуть долати за один стрибок по три метри зі швидкістю 16 км /год.  Надзвичайно довгі передні кінцівки, які добре годяться для лазіння, служать гібонам ще й маятниками у стрибку. Тварини під час стрибка викидають далеко вперед руки,  таким чином надається додатковий імпульс всьому тілу і стрибок відбувається з мінімальною затратою енергії.

Василіск – деревна ящірка, що живе у вологих тропічних лісах та з легкістю бігає по поверхні води. Чому вода для цієї ящірки є надійною опорою?

Утриматися на поверхні води ящірці допомагають часті удари лапками. Внаслідок швидких поштовхів, у воді виникають ямки зі стінками, які за час між двома ударами поводяться як тверді. Відштовхуючись від задньої стінки з високою швидкістю, василіск не занурюється у воду.

Василіск може пробігати по воді до 400 метрів зі швидкістю 12 км/год.
За вимірами вчених з Гарвардського університету, повний крок василіска по водній поверхні триває 0,068 с, а час відштовхування складає 0,008 с.

Людина масою у 80 кілограмів зможе пересуватися так само по воді лише за умови досягнення нею швидкості 500 км/год.

Як, використовуючи особливості аеродинаміки бабки, можна значно підвищити ефективність і безпеку літальних апаратів?

Бабка здатна зависати в повітрі, пересуватися у боковому напрямку або різко подаватися назад. Причому всі маневри вона здійснює на великій швидкості. Підйомна сила бабки втричі більше, ніж у сучасного літака.

Літаки, розроблені з урахуванням здібностей бабок, зможуть здійснювати більш круті розвороти і будуть менш чутливі до поривів вітру.

Літаючі змії полюють за ящірками. Яким чином деяким з них вдається рятуватися?

Індо-малайський лопатехвостий гекон  може планерувати за допомогою плоских виростів шкіри з боків тіла і перетинок на задніх лапах. Здійснюючи довгі стрибки, він рятується від змій і полює за своєю здобиччю.

У летючих драконів планеруючий політ можливий завдяки широким шкірним складкам з боків тіла, які розкриваються як віяло.

Велика деревна жаба планерує від дерева до дерева, ніби її підтримують у повітрі крила. Які особливості її польоту?

Пальці кінцівок великої деревної жаби дуже довгі і до самих кінців з'єднані шкірою, так що поверхня, утворена розчепіреними пальцями, виявляється набагато більшою ніж поверхня тулуба.

Площа перетинок літаючої жаби з острова Борнео досягає 19 кв. см. Це і дозволяє жабі планерувати між деревами, пролітаючи декілька десятків метрів.

Деревна змія у пошуках здобичі підіймається на дерева по корі, чіпляючись широкими лусочками на черевці. Злізти вниз по гладкому стовбурі пальми вона не може. Як змія спускається вниз?

Змія стрибає вниз. Згортається спіраллю, потім, різко розвернувшись, кидає тіло вперед і, виструнчившись, як стріла, планерує. Розставивши в сторони ребра, втягнувши живіт так, що на ньому утворюється жолоб, який уповільнює швидкість падіння, вона може планерувати з висоти 20 м.  Таких змій, здатних стрибати з верхівок дерев, називають «літаючими». При цьому дальність польоту може в три-чотири рази перевищувати висоту дерева. При планеруванні змія не здатна регулювати «політ», але може трохи змінювати напрямок, роблячи хвилеподібні рухи, що забезпечує точність приземлення.

Який вітер для птахів попутний?

Для птахів «попутний» вітер – зустрічний. Він створює опору крилам, прискорює і полегшує політ. А вітер ззаду уповільнює і зупиняє птахів, так що при перельотах вони іноді бувають змушені робити зупинки на кілька днів.

У Стародавній Греції північні вітри називалися «пташиними», тому що саме з ними в Грецію через Середземне море з Африки після зимівлі летіли перелітні птахи.

Мімоза сором'язлива реагує на дотик. У природі небагато рослин здатних до швидких активних рухів. Які рухи мімози  вражають?

Мімоза сором'язлива здатна за кілька секунд складати свої перисті листочки при найлегшому дотику до них. При цьому змінюється і їхній колір: замість яскраво-зеленої верхньої частини вони показують червону нижню сторону.

На узбережжі Чорного моря росте скажений огірок. Чому його ще називають «дамським пістолетом»?

Плід стріляє. Варто тільки ледь торкнутися дозрілого плоду, схожого на огірок, як він відскакує від плодоніжки, а через отвір з плоду фонтаном б'є насіння зі слизом. Вилітає воно зі швидкістю 10 м/с. Стріляє скажений огірок більш, ніж на 12 м. Так він поширює своє насіння.

Потрапивши в зарості цієї рослини, вівця обов'язково зашкутильгає. Листя злаку усіяні гострими кремнієвими шипами. Вчепившись у шерсть, колючка просувається до шкіри, проколює її, а скорочувальні м'язи просувають її ще глибше до самої кістки. Свою назву ця рослина отримала цілком по заслузі. Поглянувши на кульгаву тварину, ви зможете про неї здогадатися. Назвіть її.

Ковила. Насіння ковили поширюється вітром і саме зариває себе у землю. Плід ковили схожий на плід кульбаби, тільки з дуже довгим пером - «парашутом» (до 30-40 см). Нитка пера скручується і розкручується при зміні вологості,  може «угвинчувати» насіння в землю, шкіру тварин та людини.

Венерина мухоловка полює на комах. Невже рослина здатна до власних швидких рухів?

Венерина мухоловка швидко захлопує лист-пастку. На краях листа містяться довгі зубчики, а у верхній частині – 3 чутливих волоски. І при доторкуванні до них комахи, стулки листа різко закриваються. У такій пастці комаха перетравлюється за допомогою рідини і мурашиної кислоти, які виділяються залозами всередині листа.

Чим спосіб переміщення медузи схожий на політ ракети?

Будучи на 96% з води, медузи плавають без особливих зусиль. Вони не тільки пасивно переносяться течією чи вітром, але  можуть і самі рухатись реактивним методом. Схоже на дзвін, тіло заповнюється водою, а потім його зовнішнє кільце скорочується, виштовхуючи воду зі свого купола, просуваючи медузу вперед. Такий же принцип руху і у ракет, тільки замість води з сопла ракети з величезною швидкістю викидається газ.

Чому равликів іноді порівнюють з гусеничними тракторами?

Равлик, як трактор на гусеницях, сам прокладає собі шлях – доріжку зі слизу. Слиз заповнює нерівності поверхні, зменшує силу тертя, що дає можливість равлику рухатись, і при цьому не поранити своєї ніжної шкіри.

Чому кальмарів називають живими ракетами?

Кальмар рухається за принципом реактивного руху. Він втягує воду у мантію і виштовхує її через воронку з такою силою, що іноді ракетою вилітає з води. Зазвичай кальмари рухаються поштовхами задом наперед зі швидкістю до 70 км/год, але можуть миттєво змінити напрям, повернувши воронку. Бічні плавники, подібно до крил підводного човна, регулюють кут підйому і занурення. При цьому всі 10 щупалець кальмара збираються у вузол над головою, і він набуває обтічної форми. Кальмар ковзає в хвилях немов жива ракета.

Як життя у воді впливає на форму тіла тварин?

Для швидкого пересування у воді потрібна обтічна форма,  щоб досягти мінімального опору. Тому форми  тварин нагадують гарпуни або торпеди та дозволяють їм ефективно ковзати у цьому середовищі.

Голкошкірі мають унікальний «гідравлічний» спосіб переміщення. Як влаштована система руху цих істот?

Морські зірки, морські їжаки, офіури, голонтурії (морські огірки) відносяться до типу голкошкірих. Вони мають дивовижну водно-судинну систему, якою природа не наділила нікого, крім них. Їх тіло пронизане каналами, які заповнені морською водою. Із зовнішньою ця морська вода не сполучена. Переганяючи всередині свого тіла воду, голкошкірі керують рухом особливих ніжок з присосками та щупальцями, якими можуть пересуватися і захоплювати їжу. Такий «гідравлічний» метод переміщення нешвидкий – зазвичай 10 м/год.

Павутина часто використовується для розселення молодих павучків. Вони залізають на верхівку рослини і випускають павутинку. Який літаючий пристрій при цьому утворюється?

При певній довжині павутина набуває властивості паруса чи «повітряного змія». Вітер відносить павучка на десятки та сотні кілометрів. У світі тварин це один з найдосконаліших механізмів розселення.

Павуки спроможні не лише робити стрімкі перебіжки, але й стрибати (у деяких випадках – на  відстань, що вдесятеро перевищує їх власну довжину). Як їм це вдається?

Виявляється, у момент стрибка (розгину ніжок) у павуків різко (інколи на 0,5 атмосфери) підстрибує артеріальний тиск. Кров наповнює кінцівки, і вони з силою розгинаються, штовхаючи павука вперед і вверх. Ось чому, втративши в бою з ворогом кілька крапель крові, павук одразу стає в’ялим  і ледь-ледь повзе.

Як блосі у стрибку вдається розвивати прискорення більше, ніж космічній ракеті?

Природа обділила блох  крилами. Проте, у них потужні задні ноги, які дозволяють здійснювати фантастичні стрибки на третину метра у висоту і на півметра у довжину – відстань, що перевищує її розміри (3-4мм) в сотні разів. При цьому блоха розвиває прискорення в 140 разів більше, ніж земне тяжіння.

Великих акул часто супроводжують кілька лоцманів – блакитних  смугастих, як зебри, рибок. Як у процесі руху лоцмани економлять енергію?

Лоцман рухається у шарі тертя біля поверхні тіла акули. Його захоплює струмінь води, і він при цьому економить власні сили.

У найбільш здібних риб-«авіаторів» політ триває більше хвилини. За цей час вони пролітають до 400 м. Які аеродинамічні особливості польоту цих риб?

При зльотові хвіст риби діє як маленький підвісний моторчик, здійснюючи 60-70 помахів на секунду. У момент зльоту швидкість риби зростає до 18 метрів у секунду. Риба відривається від водної гладі, піднімається на висоту до 5-6 м, розправляє «крила» (грудні плавники), що досягають півметра в розмаху, і поступово опускається, планеруючи на них. Летіти рибі допомагає зустрічний вітер, а попутний заважає.

За старих часів кефаль у Середземному морі ловили, споруджуючи навколо косяків кільце з очеретяних плотів. Потім у центр кільця заходив човен, і рибалки у ньому підіймали неймовірний шум. Як риба потрапляла до рук рибалок?

Кефаль прагне подолати перешкоди на поверхні води, не пірнаючи під них, а перестрибуючи. Але стрибки кефалі короткі. Стривожена шумом, риба вистрибує з води і, не зумівши перескочити плоти, падає на них.

Чому літаючих риб ловлять у польоті?

На відміну від птаха чи комахи, літаюча риба не може змінити напрям польоту. Політ риб стабілізується хвостовими плавниками, які не можуть змінити напрямок польоту, тому риби рухаються лише по інерції.

Як відомо, деякі птахи під час далеких перельотів розміщуються ланцюжком або косяком. У чому секрет аеродинаміки «журавлиного клину»?

Таке розміщення дозволяє великим птахам економити енергію під час дальніх перельотів. Найсильніший птах летить попереду. Повітря обтікає його тіло так, як вода ніс і кіль корабля. Цим обтіканням пояснюється гострий кут ключа. У межах даного кута птахи легко просуваються вперед, вони інстинктивно вгадують мінімум опору. Розташування птахів ланцюжком пояснюється ще однією важливою причиною. Помахи крил переднього птаха створюють повітряну хвилю, яка переносить деяку енергію і полегшує рух крил найбільш слабких птахів, що летять зазвичай позаду. Таким чином, птахи, які летять косяком або ланцюжком, пов'язані між собою повітряною хвилею і робота їхніх крил відбувається в резонанс. Це підтверджується тим фактом, що якщо уявною лінією з'єднати кінці крил птахів у певний момент часу, то одержиться синусоїда.

Сапсан – абсолютний чемпіон пташиного світу зі швидкісного польоту. Зафіксована найвища швидкість його польоту  322 км/год або 90 м/с. Птаха порівнюють з реактивним винищувачем. Як йому вдається розвивати таку швидкість?

У сапсана широкі груди, довгі і загострені крила, вузький короткий хвіст – все пристосовано до високої швидкості. Помітивши здобич, птах пікірує майже вертикально, склавши крила і хвостові пера так, що нагадує снаряд. При такому польоті аеродинамічний опір мінімальний, і сапсан розвиває швидкість понад 300 км/год.

Жоден птах не проводить так багато часу в повітрі, як стриж. Виявляється, що його  коефіцієнт корисної дії у польоті на 70% вищий, ніж у будь-якого іншого птаха таких же розмірів. Чому?

Форма тіла цих птахів забезпечує високу швидкість і економічність польоту. Крила довгі, а відношення маси тіла до їх площі невелике, хвіст короткий, вильчатий – така форма зменшує аеродинамічний опір і збільшує підйомну силу.

Колібрі – чудові літуни. Людина намагається створити літальні апарати, здатні маневрувати, так  як ці птахи. Як рухаються колібрі?

Швидкі і круті повороти в повітрі рятують колібрі від ворогів. Вони у будь-яку сторону можуть круто кинутися з положення «підвисання» - навіть назад! Крилами махають часто, як комахи: 20-30 помахів на секунду у великих видів і до 70-100 – у дрібних колібрі. Політ дуже швидкий. За деякими даними, до 100 км на годину! Для крихітних птахів – досягнення неймовірне ...

Хто не чув набридливого дзижчання мух і комарів! Навіщо вони дзижчать?

У мухи звук дзижчання видають спеціальні органи, розташовані за крилами, — дзижчальця. За формою пара дзижчалець схожа на гантелі. Вони вібрують як крила – це органи рівноваги. Зберігаючи при поворотах незмінне положення площини своїх коливань, вони дозволяють мусі швидко орієнтуватися у просторі.

Характерна риса зовнішності тушканчика – хвіст, що перевищує довжину тіла тварини. Для чого йому такий довгий хвіст?

Стрибки тушканчиків досягають 3 м у довжину. Це - значна відстань для тварин розміром не більше 26 см. Хвіст служить тушканчику балансиром при стрибках.

Мухи мають неоціненне значення для науки. Вібраційний гіроскоп створено завдяки їм. Яке призначення цього приладу?

Вібраційний гіроскоп - високочутливий прилад, що миттєво фіксує будь-які зміни руху надзвукових літаків.  Його створили дослідивши орган рівноваги мухи – дзижчальце.

Чому гриб-трутовик можна назвати «живим рівнем»?

У трутовиків поверхня нижнього  трубчастого  шару гриба завжди паралельна землі. Адже, якщо трубчастий шар не буде дивитися «прямо вниз», з нього не зможуть висипатися спори. Маємо природний горизонтальній рівень.

Як крихітні бульбашки з кристаликами дозволяють найпростішим розрізняти, де верх, а де низ?

 «Камінь у бульбашці» (його називають «вушний камінчик» - з грецької «отоліт»). На камінчик діє сила тяжіння, спрямована вниз, а він тисне на дно бульбашки, дозволяючи тваринам розрізняти де верх, а де низ. Він є у медуз, молюсків, ракоподібних.

Як можна сплутати у раків усі уявлення про верх і низ, та змусити їх плавати догори черевом?

Раки не вирощують камінці самі, а знаходять придатні піщинки. При линьці вони втрачають їх, і повинні шукати заміну. В одному досліді замість піску їм були запропоновані залізні ошурки. Не помітивши підробки, раки вставили їх в свої органи рівноваги. Після цього, розмістивши над акваріумом з раками магніт, можна було сплутати у цих тварин всі уявлення про верх і низ та змусити їх плавати вгору черевом.  

Для чого білці потрібен великий хвіст? А лисиці?

Білка може зіскочити на землю прямо з верхівки високого дерева. Її стрибки – це політ, керований пухнастим хвостом. Білка здійснює чималі стрибки з дерева на дерево. Хвіст допомагає їй: він є своєрідним стабілізатором.

Хвіст лисиці допомагає їй робити різкі повороти при швидкому бігу. Це свого роду повітряне кермо.

Тагуана називають живим планером. Які дивовижні пристосування для польоту має цей гризун?

Головне пристосування для польоту у тагуана – поросла  шерстю перетинка зі шкіри, яка з'єднує передні і задні лапи. У планеруючому польоті він може опуститися майже до землі і, не торкнувшись її, плавно злетіти вгору, використовуючи висхідні потоки теплого повітря, і тоді пролітає над лісовими долинами майже півкілометра.

Напад дикобраза порівнюють зі стрільбою з лука. Чому?

Голки у дикобраза довгі, досить товсті, відточені. Тримаються на спеціальному м'язові і легко від нього відокремлюються. Погримівши для загрози голками, дикобраз у короткому кидку (задом наперед) встромляє голки у тіло ворога з такою силою, немов це стріли, випущені з добротного лука.

Гілки листяних дерев, якщо сніг випаде дуже рано, коли листя ще не опало, ламаються під вагою снігу. Чому ялинам не страшний сніг?

Ялина прекрасно пристосована до північних сніжних зим. Під вагою снігу зелені ялинові гілки пригинаються, притискаючись до стовбура – струшують вниз сніг і знову гордо розпрямляються.

Каніфоль отримують з живиці смереки. Чому без каніфолі не було б скрипкової музики? Для чого її використовують?

Музиканти використовують каніфоль для натирання волосся смичка, щоб підвищити силу зчеплення його зі струною.

Каніфоллю натирали ремінні передачі в старих механізмах. Також вона застосовується у важкій атлетиці, спортивній гімнастиці, для поліпшення зчеплення рук із спортивними снарядами.

Чому стрибок з розбігу довший, ніж стрибок з місця?

До руху, що виникає у результаті відштовхування людини від землі, додається рух за інерцією.

    Чому після стрибка наїзник знову потрапляє у сідло?

Наїзник, відокремившись від коня, продовжує рухатися за інерцією вперед зі швидкістю коня, тому він знову потрапляє у сідло.

Деякі великі морські птахи часто «супроводжують» кораблі. При цьому ці птахи долають шлях планеруючи. За рахунок якої енергії рухаються птахи?

Над кораблем, від роботи машин, утворюються потоки висхідного теплого повітря, які чудово утримують птахів на певній висоті. Птахи безпомилково вибирають собі відносно судна і вітру таке місце розташування, де висхідні потоки від парових машин бувають найбільші. Це дає птахам можливість подорожувати за рахунок енергії корабля.

Підйомна сила літака виникає внаслідок обтікання потоком повітря його крила, за рахунок різниці тиску на верхню і нижню поверхонь крила. Як створюється підйомна сила у комах?

Крило комахи працює то верхньою, то нижньою поверхнею, повертаючись не менш, ніж на 100 °. Коли крило б'є зверху вниз своєю нижньою поверхнею, виникає підйомна сила. З нижнього положення крило виводиться трохи вперед так, що кінець його описує вісімку. Заносячи крило вперед, комаха повертає його верхньою поверхнею майже вниз і з силою відводить назад. Тепер крило забезпечує поштовх всьому тілу вперед. Таким чином, у перший момент роботи виникає підйомна сила, у другій – створюється горизонтальна тяга.

Деякі риби можуть вистрибувати з води на велику висоту. Літаючі риби таким чином потрапляють на палубу корабля. Чому ж вони не можуть змінити напрям свого польоту?

Політ риб стабілізується хвостовими плавниками, які не можуть змінити напрям польоту, тому риби рухаються лише по інерції.

Виходячи з води, тварини струшуються. Який фізичний закон використовується ними при цьому?

Закон інерції. Інерція — властивість тіла зберігати рівномірний прямолінійний рух або спокій, поки зовнішня причина (сила, або дія іншого тіла) не виведе його з цього стану.

Поясніть, чому в кінці стрибка спортсмен опускається на зігнуті ноги.

Згинаючи ноги у кінці стрибка, спортсмен штучно збільшує гальмівний шлях, отже, зменшує силу удару об землю.

Як відомо, черепахи стали символом неквапливості. А що відомо про силу черепах?

На березі шкіряста черепаха неповоротка, але силу виявляє незвичайну. Одній людині зупинити шкірясту черепаху не по плечу. Відомий випадок, коли шість рибалок спробували зловити на березі шкірясту черепаху. Але величезна тварина, не звертаючи уваги на їхні зусилля, попрямувала до моря і потягла їх за собою. Лише ще шестеро людей, що прийшли на підмогу, змогли зупинити гіганта.

Кукурудзяне стебло, будучи меншим за 20 мм у товщину, витягується у висоту понад 2 м і витримує вагу верхньої частини рослини, схиляючись під поривами вітру то вперед, то назад. У чому запорука міцності стебла рослини?

Волокна, з яких складаються жилки кукурудзи, як і багатьох інших рослин, мають властиву сталевим конструкціям еластичність та пружність.

Відомо, що в момент небезпеки ящірка-круглоголовка швидко заривається в пісок. Як вона це робить?

Ящірка-круглоголовка стає на хвіст, починає вібрувати і в результаті цього швидко занурюється в пісок.

Яким чином при плаванні риб, п'явок проявляється третій закон Ньютона?

Ці тварини у процесі руху відкидають воду назад, а самі за третім законом Ньютона рухаються вперед. П'явка відштовхує воду назад хвилеподібними вигинами тіла, риба – помахами хвоста.

Мурени ховаються у обраних в якості притулку ущелинах рифа. Чому їм вдається легко прослизати у найвужчих місцях?

На шкіряному покриві мурени відсутня луска, а тіло покрите шаром слизу, що зменшує тертя та дозволяє легко прослизати в тісні щілини.

Бурий пелікан з висоти пірнає вниз головою. Висота буває деколи і 20 метрів. Чому він не розбивається від удару об воду? Як при цьому йому вдається добути рибу?

На грудях у пелікана щільна «подушка» – товстий шар міцного пір'я, заповненого повітрям: воно і пом'якшує удар. При ударі пелікана об воду виникає сильний гуркіт, який чути за кілометр. Оглушена риба спливає на поверхню.

Чому щука плаває у воді значно швидше багатьох інших риб?

Загострена форма голови щуки зазнає малого опору води, тому хижачка плаває дуже швидко.

Для чого деякі риби при швидкому русі притискають до себе плавники?

Щоб зменшити опір рухові.

Чому білий ведмідь впевнено рухається, а не ковзає по льоду, долаючи величезні відстані у пошуках їжі?

На підошвах лап білого ведмедя росте жорстке хутро, яке запобігає ковзанню на льоду, збільшуючи силу тертя.

Хвіст ревуна - «п'ята рука». Ревун користується хвостом при кожному русі: зрушуючи з якої-небудь гілки, він до тих пір не випускає її з рук, поки його хвіст не намацає надійної точки опори і не обів’ється навколо неї 2-3 рази. Як сила тертя допомагає тварині міцно триматися на гілках?

Чим більше число обхватів хвостом гілки, тим тертя більше. Правило зростання тертя таке: зі збільшенням числа обхватів в арифметичній прогресії, тертя зростає в геометричній прогресії.

Чому важко тримати у руках живу рибу?

Сила тертя дуже мала, оскільки для зменшення опору рухові у воді тіло риби вкрито слизом.

Дельфіни дуже швидкохідні. 100 м, наприклад, вони пропливають за 10 с. Як пояснити причину великої швидкості плавання дельфінів?

Швидкість руху дельфінів залежить від форми тіла та будови шкіри. Верхній шар шкіри дуже товстий і пружний. При різкому збільшенні швидкості на шкірі дельфіна виникають «швидкісні складки» і ламінарний потік (потік шарами) не перетворюється на турбулентний (невпорядкований). Хвиля, що біжить шкірою дельфіна, гасить завихрення.

Дрібні морські рибки плавають зграйкою, форма якої нагадує краплю. Чому утворюється така форма зграйки?

При такій формі зграйки опір її рухові найменший.

Водні тварини – морські зірки, губки, голотурії – мають на тілі виступи, шорсткості. Завдяки цьому вони повільно опускаються у воді, а не тонуть швидко під дією сили тяжіння. Яке явище допомагає цьому?

Тертя.

Чому дятлам потрібен особливий череп, що запобігає струсу мозку?

У дятла дзьоб працює як відмінний відбійний молоток. При кожному ударі мозок птиці відчуває перевантаження до 10g! Ряд спеціальних перетворень в кістках і м'язах черепа забезпечує необхідне пом'якшення ударів, служачи амортизатором.

Непентеси – комахоїдні ліани. Обплетені ними чагарники та дерева немов обвішані кольоровими витонченими «келихами» заввишки 10-15 см. Це – пастки для комах. Комахи, залучені ароматним нектаром, потрапляють всередину і вже не можуть вибратися. Відсутність якої сили призводить до загибелі комах всередині непентеса?

Відсутність сили тертя. Шийку глечика покрито гладким, як скло, восковим нальотом. Комахи починають ковзати по ньому, як по навощеному паркету. Перш, ніж комахи встигають отямитися, вони провалюються вниз, де гинуть, так як глечик на третину або наполовину заповнений рідиною з травного соку.

У меч-риби погана звичка нападати на шлюпки, боти і навіть великі судна. Чи страждає риба від удару?

При швидкості близько 100 км/год риба-меч б'є мечем у 15 разів сильніше, ніж молотобоєць кувалдою. Відомий випадок, коли меч риби, пробивши мідну обшивку судна товщиною 2,5 см і дубові дошки товщиною 37 см, вийшов з іншого боку. Сама риба від удару не страждає. Біля основи її меча знаходяться пористі порожнини, заповнені жиром. Вони  і пом'якшують силу страшного удару.

Чому витягнутою рукою не можна втримати такий самий вантаж, як зігнутою?

Коли рука витягнута, то напрям дії м'язової сили складає малий кут з подовжньою віссю важеля. Щоб у цьому випадку утримати такий самий вантаж, як і при зігнутій руці, потрібно значно збільшити м'язове зусилля.

Чому людина, йдучи по льоду, намагається не згинати ноги?

Якщо людина йде не згинаючи ніг, то вага тіла передається нормально поверхні стопи. При зігнутих ногах з'являється тангенціальна складова сили тяжіння, прикладена до ніг.

Оскільки тертя на льоду невелике, то ця складова ваги викликає ковзання. Тому на зігнутих ногах людина буде більше ковзати і може швидше впасти.

На сухих луках нерідко зустрічається шавлія. Розгляньте будову її квітки, і знайдіть у ній важіль. Яке значення має важіль для запилення квітки?

У квітках шавлії витягнуті тичинки служать довгим плечем важеля. На їх кінці розташований пильовик. Коротке плече важеля ніби охороняє вхід у квітку. Коли комахи, переважно джмелі, заповзають у квітку, вони натискають на коротке плече. У цей час довге плече важеля пильником вдаряє по спинці комахи і залишає на ній пилок. Перелітаючи на іншу квітку, комахи цим пилком запилюють її.

Чому людина, що несе вантаж на спині, нахиляється вперед?

Вантаж на спині змінює положення центра тяжіння, і людина перебуває у нестійкому положенні, тому вона нахиляється вперед, щоб вертикаль, що проходить через центр тяжіння, пройшла через площу опори.

Чому важко стояти на одній нозі?

У цьому випадку значно зменшується площа опори. Вертикаль, що проходить через центр тяжіння, при незначному відхиленні від положення рівноваги, не проходитиме через площу опори – і тіло опиниться у нестійкому положенні.

Що спільного між розсіюванням насіння кульбаби і викидом повітряного десанту ?

В обох випадках велику роль грають погода і вітер.

Подібно парашутам десантників, парашути кульбаби сконструйовані так, щоб м'яко опустити свою ношу на землю у вертикальному положенні.
Крім того, у  кульбаби є вбудований барометр, який гарантує розповсюдження насіння тільки у суху і теплу погоду при постійному, а не поривчастому вітрові, щоб воно розсіювалося  якнайдалі. 

Завдяки яким аеродинамічним властивостям насіння клена довго кружляє у повітрі?

У насіння клена - це прикріплене до реберця крило, яке служить йому аеродинамічною поверхнею і пропелером, як у вертольоту. Підхоплені легким бризом, ці крильця починають обертатися.

Схожий на гарбуз плід тропічної ліани Zanonia macrocarpa розкривається, випускаючи безліч крилатих насінин. З аеродинамічної точки зору їх форма найефективніша серед усіх крилатих насінин. Як людина використала їх форму?

При легкому вітру насіння цієї ліани парить, як чайка, розсікаючи повітря краями крил.

На початку XX ст. це помітили піонери авіації Ігнатій і Іго Етріхі з Богемії, та з успіхом змоделювали за цим принципом цілу серію планерів. На знак подяки і визнання перший з них отримав назву Zanonia.

«Ліхтарик» фізаліса складається з легкого округлого каркаса, на який натягнута оранжево-червона плівка. Чому плоди рослини порівнюють з повітряним змієм?

І змія, і ліхтарик у повітря піднімає вітер.

Вітер зриває «ліхтарик» і переносить його на значну відстань разом з ягодою. 

Як тиск допомагає спорангію сфагнового моху розповсюджувати спори?

Спорангій сфагнового моху у міру дозрівання всихає майже на чверть, стискаючи повітря,  що знаходиться у ньому, поки тиск не виявиться майже вдвічі вищим, ніж у автомобільній покришці. В кінці цього процесу кришечка спорангія зривається, і спори з тріском, що нагадує постріл з рушниці, розлітаються у повітрі в радіусі 30 см.

Дозрілі коробочки лопаються менше ніж за 0,01 мілісекунди, спори моментально розлітаються зі швидкістю 82 км/год з прискоренням 36 000g!

Cyclanthera explodens – один з американських видів гарбуза  розкидає насіння подібно до пращі. Звідки рослина бере сили для цього?

Плід рослини складається з двох половинок, а всередині лежить вигнутий важіль, утримуваний тиском, щонайменше в десять разів більшим, ніж у автомобільній покришці. Коли насіння дозріває, плід розкривається і важіль злітає вгору, як праща, викидаючи насіння на 2,7 м.

Бобри – відмінні будівельники. Який теслярський інструмент є в їхньому розпорядженні? Якими своїми спорудами вони можуть пишатися?

Бобри орудують різцями (похила площина). За 2-3 хвилини осика завтовшки з руку падає!
 

Любителі зимової рибалки заздрять нарвалу. Чому?

У нарвала-самця бивень довжиною до 3м. Він витий, як штопор, і гострий, як рапіра. З його допомогою нарвал легко пробиває товстий лід.

Зміїні яйця покриті щільною шкірястою шкаралупою. Як змійки вибираються з яєць?

У новонароджених змійок є спеціальне пристосування – яйцевий зуб. Він плоский і дуже гострий, маленькі змійки користуються ним як пилкою, киваючи головою з боку в бік і прорізаючи щілину в шкаралупі. Потім яйцевий зуб випадає.

Назва «какаду» походить від малайського слова «какатуа», що означає «кусачки». Чому папугу порівнюють з інструментом електромонтера?

Чорний какаду – найбільший папуга. Має дзьоб довжиною 10 см, який без зусиль перекусить палець та залізний дріт діаметром 2 мм. Тому папуги легко розкушують тверді кісточки плодів.

Земляна оса раніше шахтарів навчилася застосовувати цей інструмент для будівлі нір. Який?

Земляна оса з успіхом використовує у будівництві нір пневматичний відбійний молоток.  Велика чорно-біла оса з тонкою талією – вібратор, який вона включає при будівництві гнізда. Починаючи вібрувати крилами з частотою коливань не менше 200 разів на секунду і передаючи вібрацію від крил до голови, щелеп і до кожної грудочки глини, змоченої слиною, вона міцно прикріплює їх одну до іншої.

Безхвості амфібії – вправні плавці. Яке пристосування для плавання підглянула людина у жаби?

Пересування у воді безхвостих амфібій здійснюється завдяки потужним поштовхам задніх лап, які забезпечені плавальними перетинками. Конструкція задніх лап настільки зручна, що вона була використана людьми при створенні водолазних ласт.

У шишкарів, які вилущують з шишок хвойне насіння, щелепи хрестоподібно перехрещуються. Чому?

Щелепи утворюють важіль для підняття лусочок шишки.

Не дивлячись на те, що шкіряста черепаха повільно і дуже незграбно пересувається суходолом, у воді вона повністю змінюється і рухається дуже граціозно. Чому?

Плаває шкіряста черепаха за рахунок усіх чотирьох кінцівок, перетворених в ласти. Передні ласти розвинені   найбільш сильно та служать основним двигуном, тоді як задні виконують в основному функції керма. Махаючи своїми потужними передніми кінцівками, шкіряста черепаха немов парить у водному середовищі. Грудні м'язи цієї черепахи розвинені дуже добре, що дозволяє їй швидко і довго плавати.

При потребі шкіряста черепаха здатна пірнути на глибину більше одного кілометра. Так вона уникає багатьох хижаків, здатних при нагоді розправитися з нею.

Качки, гуси та інші водоплавні птахи, плаваючи у воді,  мало занурюються у воду. Поясніть чому.

Товстий шар пуху та пір'я, який покриває тіло водоплавних птахів, не пропускає води і містить значну кількість повітря. Завдяки цьому тіло птаха, що знаходиться у воді, має невелику густину і глибоко у воду не занурюється.

Чому качки і гуси ходять, перевалюючись з ноги на ногу?

У гусей і качок лапи розставлені широко, тому, щоб зберегти рівновагу при ходьбі, їм доводиться перевалювати тіло так, щоб вертикальна лінія, що проходить через центр тяжіння, проходила через площу опори, тобто лапу.

Чому хвіст у кенгуру довгий та масивний?

Кенгуру – єдина велика тварина, що пересувається стрибками. Довгий сильний хвіст потрібен для утримання рівноваги.

Чому спортсмен у момент підняття штанги завжди робить крок вперед?

Для того, щоб збільшити площу опори і додати собі цим  стійкість у площині, розташованій перпендикулярно до грифа штанги.

З якою метою канатоходець, йдучи по канату, тримає у руках довгу важку жердину?

Канатоходець, йдучи по натягнутому канату, повинен піклуватися про те, щоб лінія, проведена вертикально з центра тяжіння його тіла, постійно проходила через канат. Досягти цього легше, якщо в руках є довга жердина. Нахил жердини в ту чи іншу сторону дає можливість швидко переміщати спільний центр тяжіння і зберігати рівновагу.

Коли у дерева положення центра тяжіння вище: влітку чи восени, коли все листя опаде?

Центр тяжіння дерева трохи вище влітку, коли на деревах багато листя. Тому влітку листяні дерева знаходяться в менш стійкому положенні, ніж пізно восени або взимку, і вітри часто ламають їх або вивертають з корінням.

У густому лісі завжди можна зустріти повалені вітром дерева, а у відкритому полі, де вітер набагато сильніший, дерева звалюються вітром рідко. Чим це пояснюється?

У тіні лісу нижні гілки дерев відмирають, крона знаходиться вгорі. Центр тяжіння дерева також зміщується вгору, і воно стає менш стійким. У дерева, що росте на відкритому місці, крона розташована нижче. Центр тяжіння такого дерева лежить ближче до коріння, і воно краще протистоїть натиску вітру.

Для чого крокодил ковтає річкове каміння?

Дослідники вважають, що камені служать не тільки для перетирання їжі, але й відіграють роль баласту, без якого крокодил не здатний добре плавати і пірнати. Вони переміщують центр тяжіння крокодила, надаючи тому більшу стійкість при плаванні. Позбавленому шлункових каменів хижакові довелося б активно працювати лапами, щоб не перевернутися догори животом.

Яке з дерев - ялина чи сосна - знаходиться в більш стійкому становищі?

Ялина росте у сирому ґрунті, а її коріння знаходить достатньо вологи поблизу поверхні. Воно широко розходиться навколо дерева, але не проникає всередину. Сосна, росте в сухих місцях, змушена шукати воду на великій глибині. Її коріння сягає значної глибини, тому вона більш стійка.

Чи може центр тяжіння тіла людини лежати поза тілом, і якщо може, то за яких умов?

Центр тяжіння людини змінюється залежно від положення тулуба і кінцівок. Якщо людина нахиляється, то її центр тяжіння може знаходитися поза тілом.

Спускаючись з гори, лижник злегка присідає. Чому?

Коли лижник присідає, центр тяжіння його опускається, і спортсмен знаходиться у більш стійкому положенні.

Який тиск може створити оса встромляючи жало?

Оса встромляє жало з силою всього в 10^-5 Н, але її жало дуже гостре, площа його вістря 3·10^-16 м². Тому оса може створити тиск до 3,3 · 10¹⁰ Па.

Чому північні олені майже не провалюються у сніг?

Роздвоєні копита північного оленя широко розсуваються збільшуючи площу опори, що дозволяє оленеві не грузнути навіть у болоті. Крім того, ворс, що росте між копитами тварини, створює опорну жорстку щітку. Ворсини спрямовані вниз, тому тертя ноги оленя об  сніг при опусканні ноги велике, а при витягуванні – мале. Завдяки цим пристосуванням вагове навантаження на сніг у північного оленя в чотири рази менше, ніж у лося.

Чому лосі можуть порівняно легко бігати по болотах, де інші великі тварини грузнуть?

Лось має на кожній нозі два копита, між якими натягнута перетинка. Коли він біжить, то копита розсуваються, перетинка натягується, тиск тіла тварини розподіляється на порівняно велику площу опори і лось не в'язне.

Слони, які є найбільшими на планеті тваринами суші, важать приблизно  5 тонн. Але  тиск, який чиниться на одиницю площі жінкою в туфлях на високих підборах, набагато перевищує тиск, який чиниться однією кінцівкою слона. Чому?

Під кістками пальців тварини є пружний жировий шар, що виконує роль своєрідної подушки. Це – спеціальна система амортизації.  Жирова подушка  кожного разу, коли слон опускає ногу, розплющується, збільшуючи площу опори, і рівномірно розподіляє тиск по площі поверхні, на яку тварина ступає.

Чому згадуючи про Ейфелеву вежу біологи й інженери із захопленням обговорюють фізичні властивості великої гомілкової кістки людини?

Наприкінці ХIХ століття башта, названа ім'ям свого творця, вразила весь світ ажурністю і красою.  300-метрова вежа стала своєрідним символом Парижа.  І лише через більш ніж півстоліття біологи й інженери зробили несподіване відкриття: конструкція Ейфелевої вежі в точності повторює будову великої гомілкової кістки, що легко витримує вагу людського тіла. Збігаються навіть кути між несучими поверхнями.

Вони розвивають тиск у 5 тис. атмосфер. Про яке пристосування гієни до виживання йде мова?

Щелепи плямистої гієни – одні з найпотужніших серед усіх хижаків. Вони здатні подрібнювати черепа і кістки буйволів і бегемотів.

Мухи мають дивовижну здатність підніматися вертикально по гладкій шибці і вільно розгулювати по стелі. Як це їм вдається?

Лапи мух мають крихітні присоски. У них створюється тиск менший атмосферного, тому зовнішній тиск утримує присосок на поверхні, до якої він "прилип".

Відомо, що бобри перегризають товсті дерева. Чому зуби бобра не тупляться при цьому?

Зуб бобра складається з кількох шарів різної твердості. Коли бобер гризе дерево, міцна емаль, що покриває верхню ділянку зуба, витримує велике навантаження, а інша, порівняно м'яка тканина – менше. У результаті весь зуб сточується рівномірно, і кут загострення залишається незмінним. На цьому принципі заснована робота самозагострювальних інструментів.

Кит хоча й живе у воді, але дихає легенями. Незважаючи на наявність легень, кит не проживе й години, якщо випадково опиниться на суші. Чому?
 

Маса кита сягає 90-100 т. У воді ця маса частково врівноважується виштовхувальною силою. На суші у кита під дією такої величезної маси стискуються кровоносні судини, припиняється дихання і він гине.

Як рогата ящірка, що живе у Техасі, для свого захисту та відлякування ворогів використовує високий кров’яний тиск?

У рогатої ящірки при сильному збудженні у голові стискається одна з великих судин. Внаслідок чого різко підвищується кров'яний тиск, так що з носа і очей вибризкується кров. Цівки крові летять до супротивника, і можуть налякати його й тимчасово засліпити.

Чому високо в горах дія суглобів порушується: кінцівки погано слухаються, частіше відбуваються вивихи?

Атмосферний тиск сприяє більш щільному приляганню суглобів один до одного. Зі зменшенням тиску при піднятті на високі гори зв'язок між кістками в суглобах зменшується, в результаті кінцівки погано слухаються, частіше відбуваються вивихи.

При деяких хворобах хворим ставлять банки. Поясніть на підставі  законів фізики дію медичної банки?

Перед тим як поставити банку хворому, її спочатку нагрівають. При цьому повітря в ній розширюється, і частина його виходить назовні. Коли банка прикладена до тіла хворого, повітря всередині неї охолоджується і в банці тиск стає менше атмосферного. Зовнішній тиск притискає банку до ділянки, яка червоніє внаслідок посиленого припливу крові до місця зниженого тиску.

Для чого під час зльоту і перед посадкою літака стюардеса роздає пасажирам цукерки?

Величина атмосферного тиску залежить від висоти над рівнем моря. При різкій зміні висоти (в процесі підйому літака) атмосферний тиск швидко зменшується і барабанна перетинка вуха прогинається назовні, при посадці літака атмосферний тиск збільшується і барабанна перетинка вуха прогинається всередину. Такі швидкі зміни тиску викликають біль у голові.

Відомо, що середнє вухо через євстахієву трубу в момент ковтання з'єднується з порожниною рота. Смоктання цукерок викликає рясне слиновиділення і часте ковтання, в результаті чого тиск у середньому вусі швидше стає рівним зовнішньому атмосферному тиску. Тому зменшується біль у вухах.

Навіщо при пострілі з гармати артилеристи відкривають рота?

Щоб тиск на барабанну перетинку зсередини став рівним тиску зовні.

У відкритих морях і океанах водиться дуже цікава риба прилипала. Ця риба прикріплюється до різних предметів, особливо часто до акул і кораблів, і тримається з такою великою силою, що її важко відірвати. За рахунок яких сил прилипала прикріплюється до предметів?

На спині риби прилипало видозмінений плавник перетворився на присосок. Його дія подібна дії іграшкового пістолета, що стріляє паличкою з гумовим наконечником. Коли паличка вдаряється гумовим наконечником об стінку, гума розплющується, а потім завдяки силам пружності знову приймає увігнуту форму. Між стінкою і гумовим присоском утворюється розріджений простір, оскільки частина повітря витіснилася звідти під час удару. Тому під дією атмосферного тиску паличка міцно «прилипає» до стінки.

Дія присоску риби прилипало здійснюється скороченням м'язів тварини. Присоски надзвичайно поширені у тваринному світі. Наприклад, каракатиці та восьминоги мають ряд щупалець з численними присосками, за допомогою яких вони прикріплюються до різних предметів.

Поясніть механізм пересування п'явок по твердих поверхнях.

П'явка має два присоски: передній та задній. За допомогою цих присосків п'явка пересувається наступним чином: спочатку вона прикріплюється переднім присоском, потім згинає своє тіло дугою так, що його задня частина наближається до передньої. Потім п'явка прикріплюється заднім присоском, передній в цей час відділяється від поверхні, по якій п'явка повзе, і все тіло витягується вперед. Таким чином, у процесі переміщення по твердій поверхні п'явка безперервно використовує атмосферний тиск.

Всім відомо, що звичайна муха вільно ходить по стелі. Чи зможе вона так само вільно переміщатися по стелі у вакуумі?

Ні, не зможе. При русі по стелі муха утримується за рахунок атмосферного тиску. На кінцях ніжок у неї є невеликі присоски, дія яких подібна дії присосків риби прилипали і каракатиці.

За рахунок якої сили утримується зрілий жолудь у «чашечці» після відмирання сполучної тканини?

За рахунок атмосферного тиску

Корова – парнокопитна тварина, кінь – однокопитна. При переміщенні по болотистих і в’язких місцях корова легко піднімає ноги, а кінь – з великим трудом. Чому?

При витягуванні ніг з в'язкого ґрунту під копитами коня створюється знижений тиск і зовнішній атмосферний тиск ускладнює рух ніг. У парнокопитних тварин при тискові на ґрунт копита роздвоюються, а при витягуванні ніг – зближуються, і навколо них вільно проходить повітря.

Чому людина, потрапляючи у місця, де тиск значно нижче атмосферного, наприклад, на високі гори, нерідко відчуває біль у вухах і навіть у всьому тілі?

Пояснюється це тим, що у тілі людини є ряд порожнин, що містять повітря, наприклад кишечник, середнє вухо і ін. Тиск повітря у цих порожнинах дорівнює атмосферному тиску. Коли зовнішній тиск на людське тіло швидко зменшується, повітря, що знаходиться всередині нас, починає розширюватися, чинить тиск на різні органи, що викликає біль.

Яким чином слон використовує атмосферний тиск, коли починає пити воду?

Шия у слона коротка, і він не може нагнути голову до води, як це роблять інші тварини. Слон опускає у воду свій хобот і втягує в себе повітря. При цьому за рахунок зовнішнього атмосферного тиску вода надходить в хобот. Коли хобот наповнюється водою, слон згинає його і виливає воду в рот.

Слон може залишатися під водою і дихати через хобот, який виступає над нею. Чому ж, коли люди пробували наслідувати слона, замінюючи хобот довгою гумовою трубкою, що щільно прилягала до рота, то спостерігалася кровотеча з рота, носа, вух, що закінчувалася важким захворюванням?

У грудній порожнині людини, зануреної  з трубкою у воду, в її легенях і на поверхні серця домінує тиск зовнішнього повітря. На поверхню ж тіла додатково діє гідростатичний тиск, що залежить від глибини занурення.
Навіть на невеликій глибині на грудну клітку діє така сила, що м'язи насилу долають її, коли розширюють легені для вдиху. Гідростатичний тиск ускладнює також і кровообіг.

Кровотеча, наприклад, з вух пояснюється тим, що під дією надлишкового гідростатичного тиску, кров надходить у барабанну порожнину,  де тиск нижчий, ніж на поверхні тіла.

Хамелеон – спритний мисливець. Ловить він за допомогою довгого, часом довжиною з самого хамелеона, язика. Як атмосферний тиск допомагає йому полювати?

Помітивши жертву, хамелеон «вистрілює» в неї язиком та язиком же втягує здобич назад у рот. Викидання язика займає всього двадцяту частку секунди. Довгий час думали, що на кінчику язика у хамелеона – якась липка речовина. Але, виявляється, кінчик язика хамелеона вигинається подібно до чашечки і перетворюється на потужний присосок.

Гекони – невеликі ящірки, відомі здатністю рухатися по будь-якій поверхні, хоча б і догори ногами: по стіні і стелі, по склу. Навіть однією лапою гекон може триматися за стелю. Яке пристосування для пересування у своєму арсеналі має ця тварина?

Тримаючи гекона у руці, можна відчути, що пальці його «прилипають» до долоні. Але липкого сліду від тварини не залишається. У гекона на лапках є щось на зразок присосків. Розглянувши лапку гекона під електронним мікроскопом, виявили, що поверхня пальців гекона покрита поперечними пластинками. При великому збільшенні видно, що ці пластинки нагадують щітки з безліччю крихітних щетинок. Щетинки мають на кінцях присоски. На кожній лапці гекона – близько мільярда присосків. Ними він і присмоктується до поверхні.

Тіла птахів покриває пір'я кількох типів. Довгі махові пера утворюють несучу поверхню крила, тобто грають важливу роль в польоті, пухові – забезпечують  теплоізоляцію, а для чого птахові маленькі ниткоподібне пір'я?

Маленьке ниткоподібне пір'я збуджує чутливі нервові волокна, передаючи в мозок повідомлення про швидкість і напрям вітру.

Ця історія трапилася в 1538 р. в іспанському місті Толедо. Карл V і його двір були запрошені подивитися, як два греки заберуться у перевернутий догори днищем котел, тримаючи між собою запалену свічку. Котел опустили в річку. Через кілька хвилин його знову підняли, і перед здивованими поглядами публіки постали два сміливці у сухому одязі, з яскраво запаленою свічкою. Так з'явилося пристосування, що отримало назву водолазного дзвону. Для чого водолазний дзвін водяному павукові?

Маленький бурий водяний павук Argyroneta aquatica більшу частину життя проводить під водою. Там він влаштовує шовковий тент, прикріплюючи його до очеретів або до водоростей. Потім павук кілька разів піднімається на поверхню, повертаючись з бульбашками повітря, які випускає під тент. Тент роздувається, утворюючи справжній наповнений повітрям водолазний дзвін. У ньому павук чекає здобич, час від часу вибираючись наверх, щоб поповнити запаси повітря.

Радіолярії вміють, подібно своєрідній «парасольці», розправляти своє тіло на скелетних голках, а можуть і злегка стискати його. Як це допомагає їм змінювати глибину занурення?

Чим більший об’єм тіла, тим менша густина за незмінної маси тіла. Змінюючи об’єм, радіолярії можуть спливати, а можуть занурюватися у глибини океану. При зливах, боячись прісної води, радіолярії таким чином «тікають» у глибину. Так само вони вчиняють при штормах, в зимову пору року.

Чому синьо-зелені водорості не тонуть, а тримаються на поверхні води?

Окремі клітини в ланцюжках водоростей позбавляються вмісту, наповнюються газом і тримають водорості на плаву, як поплавці.

У шлунку бегемота виробляється багато непотрібних і навіть шкідливих газоподібних відходів. Якби гази, як і в інших тварин, видалялися через кишечник, роздуте газами черево не дозволило б бегемотам занурюватися у воду. Чому?

Виштовхувальна сила була б більшою, ніж сила тяжіння, що діє на бегемота, так як збільшився б об'єм тіла. Щоб випустити зайві гази бегемоти позіхають.

У більшості водоростей тонкі, гнучкі стебла. Чому водорості не потребують твердих стебел?

Підводні рослини не потребують твердих стебел, так як їх підтримує виштовхувальна сила води. Крім того, якщо б такі рослини мали тверде стебло, то вода під час хвилювання могла б зламати його.

Змієшийка – водоплавний птах, здатний плавати по поверхні води повністю зануривши в неї тіло. А як же закон Архімеда?

За законом Архімеда виштовхувальна сила прямопропорційна об’єму зануреного тіла. Змієшийки стискують повітряні мішки, які підтримують їх тіло на поверхні води. Зі зменшенням об'єму тіла, зменшується і виштовхувальна сила, що діє на птаха, тому збільшується глибина його занурення. Змієшийки пливуть, тримаючи над поверхнею тільки голову на змієподібній шиї.

Чому плавальний міхур риби – це її гідростатичний апарат?

Плавальний міхур допомагає рибі знаходитися на певній глибині – тій, на якій вага витісненої рибою води дорівнює власній вазі  риби. Завдяки плавальному міхуру риба не витрачає додаткову енергію на підтримку тіла на цій глибині.

Таким чином, плавальний міхур риби – це її гідростатичний апарат, який забезпечує її рівновагу: він допомагає рибі залишатися на певній глибині.

Водяні скорпіони не дуже хороші плавці, і велику частину часу проводять ховаючись серед рослин.  Як тиск рідини підказує їм напрям руху та допомагає орієнтуватися?

Водяний скорпіон орієнтується за допомогою шести маленьких, наповнених повітрям дихалець – отворів  на черевній поверхні. Кожний отвір вкрито тонкою мембраною. На глибині, де тиск води зростає, повітря стискається, і мембрана вдавлюється всередину. Якщо голова скорпіона ближче до поверхні, ніж хвіст, дихальця, розташовані ближче до голови, відчувають менший тиск, ніж ті, що знаходяться ближче до хвоста, і передні мембрани вдавлюються слабкіше, ніж задні. Це підкаже водяному скорпіону, що він рухається до поверхні.

Чому  переміщення багатьох тварин, у тому числі черв'яків і слимаків, залежить від гідравліки?

Черв’яки та слимаки пересуваються завдяки взаємодії м'язів і тиску рідини. Наприклад, дощовий черв'як представляє собою м'язовий мішок, наповнений рідиною. Оскільки рідина нестислива, скорочення м'язів дозволяє черв'якові розтягуватися і засовувати вузький кінець тіла в землю. Розслабляючи м'язи, черв'як, навпаки, коротшає і потовщується, доки наступне скорочення м'язів знову не створить тиск на рідину, що знову просуне черв'яка вперед. Скорочуючи і розслабляючи м'язи, він може повертати в будь-якому напрямку.

У 1492 р. Колумб на шляху до Америки перетнув Саргасове море і визначив, що острови, які заважали просуванню каравел, утворені плаваючими водоростями. Глибина океану в цьому районі 4-6 км. Чому ці водорості не тонуть?

Повітряні бульбашки дають можливість водоростям триматися на поверхні океану і не тонути.

Королівська вікторія – рослина, листя якої здатне витримати вантаж масою до 80 кг. Чи зможе на ньому встояти на ногах хлопчик масою 50 кг?

Листя королівської вікторії сягає у поперечнику до 2 м. Воно витримує масу вантажу до 80 кілограмів, але якщо він рівномірно розподілений по всій площі листа. Хлопчик встояти на рослині не зможе, тому що в цьому випадку тиск на лист значно збільшується, через те,  що зменшується площа опори.

Зірчатка із родини гвоздикових – бур'ян, який часто зустрічається на городах і полях, прославилася як «живий барометр». Чому?

Якщо о 9 годині ранку скромний білий віночок зірчатки не розкрився – значить, рослина береже пилок від негоди, «знаючи», що вдень буде дощ. Ось такий «живий барометр».

Саксаул називають розвідником води в пустелях. Чому коріння саксаулу порівнюють з  потужним насосом?

Там, де ґрунтові води підходять до поверхні, виростають стрункі і високі саксаули. У більшості рослин кореневий тиск – до 5 атмосфер, а у саксаулу – до 100! З такою силою він всмоктує з ґрунту крупиці вологи. Справжній живий насос!

Кістки птахів у процесі еволюції ставали порожніми і легкими. У деяких птахів вага пір'я більш ніж у 10 разів перевищує вагу скелета. При цьому кістки зберігають міцність. Чому?

Кістки зберігають міцність, оскільки всередині їх зміцнюють численні поперечини, тим самим збільшується їх опір до зламу.

У деяких країнах, зокрема у Японії, в'юнів, як і інших риб-метеорологів, спеціально тримають у акваріумах. Про що можна дізнатися, спостерігаючи за поведінкою цих риб?

В’юн відчутно реагує на зміну атмосферного тиску. Спостерігаючи за його поведінкою, вчені часто дізнаються не тільки про зміну погодних умов, а й про наближення таких стихійних лих, як цунамі і землетрус.

Ці невеликі та спритні амфібії оснащені чудовим комплектом пристосувань для здійснення віртуозних стрибків. Як квакша утримується на гладкій поверхні?

Кінчики їх пальців озброєні спеціальними дисками або пластинками, які діють, як присоски. Більше того: спеціальні залози, що відкриваються на цих дисках, виділяють липку рідину. Завдяки цьому квакші утримуються на гладкій поверхні стовбура, гілки, деревного листа, можуть також прогулюватися по гладкій стіні будівлі і навіть висіти на ній вниз головою.

Який прилад може позаздрити надчутливій ​​рибці голець?

Барометр. Одним з найкращих «приладів» з прогнозування погоди є риба голець, яку люблять розводити у домашніх умовах китайці й жителі багатьох інших країн. У ясну погоду голець лежить на дні акваріума без руху, лише зрідка дозволяючи собі пересуватися на невеликі відстані. У теплу, але хмарну погоду рибка трохи оживає, проте рухи її як і раніше – ледачі і повільні. Якщо ж голець починає метушитися і снувати уздовж стінок акваріума, можна не сумніватися: незабаром небо обов'язково затягнеться хмарами. Ну а якщо голець метається по акваріуму вправо-вліво і вгору-вниз, то через кілька годин пройде сильна злива або навіть трапиться буря. У надійності цього живого барометра можна бути абсолютно впевненим: голець безпомилково пророкує зміни погоди в 97- 98 випадках зі 100.

Гірські і скельні дамани – природжені скелелази. Особлива будова лап допомагає цим тваринкам утримуватися на практично вертикальних скелях і навіть спускатися вниз головою. Що вберігає звірка від падіння вниз?

Атмосферний тиск і клейка речовина. На голих підошвах їхніх лап є подушечки, а спеціальні м'язи можуть вигинати звід підошви, коли звір спирається лапою на скелю – виходить справжній вакуумний присосок. А щоб зчеплення з поверхнею було ще надійнішим, особливі залози змащують підошву речовиною, схожою на гумовий клей.

Морський слизень – глибоководна риба. У 1970 році морські слизні були виявлені на глибині 8 км. У скільки разів тиск на цій глибині більший від  атмосферного?

Тиск перевищує нормальний атмосферний більше ніж у 770 разів. Тіло цих риб більше нагадує киселеподібну субстанцію, густина якої трохи вища густини води. Це дозволяє рибам плавати з мінімальними енергетичними затратами.

Для чого в окові каракатиць, восьминогів та інших головоногих молюсків, на відміну від очей хребетних, в роговиці є особливий отвір?

Щоб при зануренні чи спливанні з великих глибин, око не тріснуло від зміни тиску.

Квітки латаття дуже великі та гарні. Як рослина утримується на поверхні води?

У тканинах водяної лілії є спеціальні клітини, повністю заповнені повітрям, немов маленькі бульбашки. Завдяки цим бульбашкам листя лілії дуже легке і не тоне у воді.

Відомо, що 25% маси тіла акули-гобліна займає печінка. Для чого їй така величезна печінка?

Печінка замінює акулі плавальний міхур. Якби цей орган був менших розмірів, навряд чи вона змогла б так спритно ганятися за своєю здобиччю.

Тюлені, що мешкають біля берегів Антарктиди, харчуються рибою та кальмарами і не виходять з води, навіть коли вона замерзає. Сплять ці тюлені біля продихів, висунувши морду назовні, а тіла їх звисають у воду. Що втримує тюленя наплаву?

Зберігати такий стан тюленям вдається, набираючи повітря в горло, збільшуючи при цьому архімедову силу.  Це виштовхує їх до поверхні, подібно до рятувального жилету, що утримує людину на воді і дає їй можливість дихати.

Дельфіни, як відомо, живуть у воді. Навіть у найчистішій воді далі 10-20 м уже нічого не видно. Люди, позбавлені зору, зазвичай ходять з паличкою. Постукуючи по різним предметам, змушуючи їх звучати, вони знаходять собі дорогу. А як орієнтуються дельфіни?

Дельфінам доводиться покладатися на слух, але замість палиці, вони «обмацують» предмети спрямованим ультразвуковим променем, прислухаючись до відбитого від предметів звуку – луни.

У темряві людина пересувається, обмацуючи шлях перед собою руками або ногами. Як орієнтуються мешканці нір, де немає ніякого освітлення?

У цих тварин органами дотику служать вібриси – механочуттєві довгі жорсткі ворсинки, що виступають над поверхнею вовняного покриву. Вони сприймають найдрібніші зміни навколишнього середовища, у тому числі зміну атмосферного тиску. Повітряні потоки відбиваються від предметів і уловлюються вібрисами. Ця властивість дозволяє, незалежно від зору, визначати розташування предметів і ухилятися від перешкод, не торкаючись їх навіть у повній темряві.

Тюлені- крабоїди  більшу частину життя проводять у холодних, темних арктичних водах. Яким чином вони орієнтуються під водою і вистежують здобич?

Головну роль в орієнтації цих тюленів грає довге щетинисте волосся на лицьовій частині голови – вібриси. У тюленів-крабоїдів до кожного вібрису підходить близько 1200 нервових закінчень (у більшості ссавців – не більше 200). Це чутливе нервове сплетіння сприймає мінімальні коливання води. Аналізуючи їх, тюлені збирають інформацію про оточуючий простір і успішно полюють у темряві.

Як було встановлено ще в минулому столітті, риба-мічман вміє співати! А точніше, дзижчати. ​​Який механізм цього співу?

М'язи, що оточують плавальний міхур риби, починають злагоджено скорочуватися, у результаті чого цей орган, заповнений повітрям, приймається то закачувати його, то випускати, а його стінки при цьому вібрують (аналогічно грі на шотландській волинці).

У печерах Малайзії у одного виду сліпого бродячого павука виникла корисна заміна: пересувається він на шести ногах замість восьми. У що перетворилась передня пара ніг павука?

У процесі еволюції передні ноги сильно змінилися, і тепер вони покриті найтоншими сенсорними волосками, здатними відчути найменші коливання повітря, що їх створюють печерні цвіркуни – улюблена їжа павуків.

Дельфіни, що живуть у неволі, відрізняють мідну пластинку від пофарбованої у той же колір алюмінієвої, порожню трубку – від  суцільного циліндра того ж діаметра. Як їм це вдається?

Швидкість звукової пульсації  у дельфінів – до 700 імпульсів у секунду – дуже велика у порівнянні з аналітичними можливостями вуха і мозку людини. При швидкості 20-30 імпульсів у секунду людське вухо не розрізняє окремі клацання і звук сприймається як злитий, що нагадує скрип дверей. Дельфіни ж розрізняють кожну складову звуку. Відбивання звуку дає інформацію про об'єкт, зокрема дозволяє встановити, живий він чи неживий.

Основна частина великого і складного мозку дельфіна займається аналізом відбитих ехолокаційних сигналів, добуваючи детальну інформацію про навколишнє середовище, пересування та особливості жертви, про місце розташування та діяльності родичів.

Одного разу вчені спостерігали, як стадо слонів різко змінило свій маршрут і помчало в іншу сторону. Як пізніше з'ясувалося, у цей момент на відстані кількох кілометрів від місця, де велося спостереження, браконьєри напали на інше стадо слонів. Як тварини попередили своїх родичів про небезпеку?

Ці гіганти можуть за допомогою тупоту послати сигнали, що поширюються набагато далі, ніж звукові – слони можуть почути такий тупіт на відстані до 32 км. Слони-адресати сприймають такі повідомлення ногами.

Чому музичні інструменти з ялини мають дивовижний звук?

Волокна у деревині розподілені дуже рівномірно. Таку деревину називають резонансною. Верхні деки скрипок італійських майстрів, у тому числі Аматі та Страдиварі, виготовлені з ялини.

Жаба співає, щільно закривши і рот, і ніздрі. Ще більш дивно те, що вона може співати навіть під водою. Як співають жаби?

Допомагають жабам співати особливі «звукові мішечки». Коли жаба співає, то можна бачити, як ці мішечки-резонатори роздуваються і потім спадають.  

Один з найбільш незвичайних способів боротьби з ворогами винайшов рак-ковалик. Як він приголомшує свою жертву?

Сам рак-ковалик – дуже дрібний, його довжина складає всього близько 4 см. Однак за допомогою своєї клішні, він може виробляти гучний звук, який нагадує гуркіт вибуху петарди. Всьому виною є незвичайна будова клішні, крім того додатково гучність звуку посилюють порожнечі всередині клішні, які діють на зразок резонаторів.
      Свою здатність оглушати, раки використовують в основному для захисту. Але раки-ковалики люблять селитися тісними колоніями, їх спільне клацання часто погано закінчується для більш дрібних рачків і риб – останні отримують потужний звуковий удар, який цілком може виявитися смертельним. Відомі випадки, коли звук колонії цих рачків блокував звукові пеленгатори військових підводних човнів.

Згідно загальній помилці жирафи вважаються німими. Як спілкуються ці тварини?

Дослідникам вдалося почути розмови жирафів, записавши і прослухавши їх у інфразвуковому діапазоні. Окапі, наприклад, подає голос на частоті 7 Гц – нижче тієї, яку можуть чути леопарди та інші хижаки.

Яким чином слони координують рух стада, розосередженого на великих просторах?

У слонів виявили здібності до інфразвукового спілкування. Вони видають короткі крики на частотах 14-24 Гц тривалістю 5-10 секунд, протягом 10 хвилин. У слона, що видає інфразвук, шкіра на бровах тремтить, ледь вібруючи від повітря, що проходить по носових проходах. Слони можуть чути інфразвуки на відстані 4 км вдень, а ввечері, в результаті температурних інверсій у атмосфері, ця відстань збільшується до 10 км.

Алігатори продемонстрували фізичний ефект, що до цих пір у живій природі не спостерігався: при залицянні вони збуджують у воді стоячі хвилі. Як виникають ці хвилі?

В якості музичного інструменту самці використовують нерівності спинної броні. Стоячі хвилі  виникають внаслідок їх коливання при частоті близько 10 Гц.

Після дощу хробаки виповзають на відкриті місця, де невдовзі засихають і гинуть. За це вони і були прозвані «дощовими». Чому вони виповзають? Адже вода для хробака не смертельна, він може декілька днів жити на дні акваріуму…

Черв'яки також виповзають на поверхню при легкому струсу ґрунту, наприклад, при вбиванні палиці у землю. Вони приймають цей струс за наближення найлютішого ворога – крота, і в паніці рятуються на поверхні.

Американці, користуючись цими властивостями хробаків, навіть проводять змагання по їх виманюванню на поверхню ґрунту (без використання води). Один з переможців таких змагань зміг за пів години на площі в 3м² виманити на поверхню більш ніж 500 хробаків!

Гребляку визнано твариною, що створює найголосніші звуки серед усіх відомих спеціалістам живих істот(з урахуванням відносних розмірів). Ця комаха розміром від 1,5 до 15 мм  здатна музикувати під водою. Що є джерелом звуків гребляки?

Гребляки умудряються створювати музику під водою, видаючи стрекочучі звуки за допомогою лапок та хоботка. Вчені з'ясували, що гучність сигналів гребляки сягає 99,2 децибел – її можна порівняти зі звуком симфонічного оркестру, що сприймає слухач у першому ряду. Для порівняння, слон може видати звук гучністю 117децибел.

Яким музичним інструментом користується коник, виконуючи «серенади»?

Музичний інструмент у коників досить незвичайний – це  надкрила, тертя яких і розноситься по околицях. Для самиць коників ці звуки – шлюбна  серенада. Для інших самців – войовнича пісня, що попереджає про те, що ділянка на лузі вже має господаря. А слухають цю пісню коники передніми ногами. Точніше, розміщеними тут «вухами», органами слуху.

Самці цикад, особливо тропічних, – найгучніші співаки серед комах. Яким же чином їм вдається видавати досить сильні і мелодійні звуки?

Назва цих комах у перекладі з німецької означає «співаючі кобилки». Їх назвали так тому, що самець цикади створює звуки, що нагадують не то спів, не то цвірінькання, не то сюрчання.

У цикад на грудях є камери, а в них – спеціальні перетинки, які рухаються потужним м'язом. Швидкість скорочення цього м'яза просто фантастична – двадцять тисяч разів на секунду. Перетинки при коливанні видають сильний звук. Він проходить через складну систему підсилювачів, і тому його чути дуже далеко.

Давньогрецька легенда розповідає, що два музиканти, Евномія і Арістон, влаштували змагання, під час якого у Евномії несподівано лопнула струна. Але на її місце прилетіла та сіла цикада, і своїм співом принесла йому перемогу. З тих пір емблемою музики у греків стала цикада, що сидить на арфі.

Навіть у повній темряві риби можуть полювати, помічати ворогів і впевнено оминати зустрічні перешкоди. Як їм це вдається?

На боках більшості риб легко помітити подовжню смужку лусочок, що відрізняються від інших за формою, розміром або забарвленням. Це – бічна  лінія. Органи бічної лінії – тоненькі трубочки, усередині яких знаходяться чутливі клітини, що вловлюють найменші рухи і коливання води. Свого роду сейсмограф. Коли у дослідах на риб одягали гумові капюшони, що прикривали органи бічної лінії, вони починали плавати невпевнено і не відчували наближення стороннього предмета.

 Завдяки органам бічної лінії акула може відчути рух великої риби на відстані до 300 м.

Чому пищуха звичайна, яка зустрічається і на території України, є найтихішим птахом на Землі?

Пищуха видає настільки високі звуки, що їх ледве можна почути.

Павич не відрізняється красою свого співу, але все ж є рекордсменом серед пернатих. Яким рекордним досягненням свого голосу може похвалитися павич?

Індійський павич видає найгучніші серед усіх птахів крики – вони чутні за декілька кілометрів. Павич – головний інформатор: тривожними криками попереджає всіх про близькість хижаків – тигрів, леопарда.

Чому цю жабу порівнюють з биком?

Жаба-бик має довжину 200 мм та відрізняється великими розмірами барабанної перетинки, тому її крик, що  нагадує ревіння бика чути на відстані кількох кілометрів.

Чому літаючі миші для радіолокації використовують саме ультразвук?

Звук, що сприймає людина, поширюється хвилями з довжиною близько метра. Така хвиля майже не відбивається від комахи розміром в міліметр. А в ультразвуку з частотою більше 30 кілогерц хвилі вже коротше сантиметра. Для них комаха буде помітною перешкодою. Тому й озброїла природа кажанів ультразвуковими ехолокаторами.

В ультразвуку є й інша перевага – його  легше, ніж звичайний звук, сфокусувати вузьким променем, як світло від кишенькового ліхтарика.

Повертаючи голову з боку в бік, підковоніс шляхом ехолокації визначає місцеположення комахи і напрямок, у якому вона летить. Як тварині при цьому допомагає ефект Допплера?

Ефект Допплера отримав свою назву на ім'я австрійського фізика Крістіана Допплера, що відкрив його в XIX столітті. Прояв цього ефекту може спостерігати пішохід, коли повз нього мчить машина з включеною сиреною. Звуки сирени здаються вищими, коли машина наближається, і нижчими, коли вона віддаляється. Насправді висота не змінюється, але коли машина під'їжджає ближче, звукові хвилі проходять до пішохода меншу відстань, так що їх частота в секунду зростає, а зі збільшенням частоти хвиль збільшується і висота звуку.

Підковоноси порівнюють частоту ехосигнала, відбитого від комахи, з постійною частотою власних сигналів. Якщо частота луни нижча, ніж сигнал, значить, здобич віддаляється, якщо вища – наближається.

Яка особливість вуха кенгурового щура дозволяє йому чути навіть безшумні помахи крил нападаючої сови?

Вуха кенгурових щурів забезпечені пристосуваннями, що підсилюють звук. Чутливість середнього вуха визначається величиною його порожнини. Чим ширша порожнина, тим вільніше вібрує барабанна перетинка і тим більше посилюється звук. Середнє вухо кенгурового щура підсилює звук у 100 разів.

Кашалот знаходить здобич у повній темряві на глибині до 2 км. Як йому це вдається?

Звуковий ехолокатор кашалота – повітряні мішки, що містяться у надчерепній порожнині та розділені тонкою перетинкою. Стискаючи особливі м'язи, кит перекачує повітря з одного мішка в інший, примушуючи цим коливатися перетинку з ультразвуковою частотою. Вловлюючи відбиті сигнали, він відшукує здобич.

Кашалот може послати сигнал, і відлуння цього сигналу повернеться до нього від його можливої ​​здобичі – кальмара, що пливе за півкілометра від нього. Але зате і особливий орган, який посилає сигнали і знаходиться в голові у кашалота, величезний – до 5 м у довжину. Тому голова тварини непропорційно велика.

Циркові номери з дресированими собаками захоплюють глядачів. Чим вражає побачене?

Тварини дивують глядачів у цирку, точно виконуючи нечутні людям команди.

Слух собаки відрізняється від людського за діапазоном звуків, які сприймаються. До ультразвуку люди абсолютно глухі, а от собаки відмінно його чують. Собак дресирують за допомогою особливих свистків, які подають ультразвукові сигнали, яких не чує навіть сам дресирувальник.

Як медузи дізнаються про наближення шторму?

Під час шторму тертя хвиль об повітря породжує інфразвуки з частотою 8 - 13 Гц, які з великою швидкістю поширюються у воді. Ці звуки, недосяжні для слуху людини, сприймають найпростіші морські тварини – медузи. Це допомагає їм завчасно дізнаватися про наближення шторму та сховатися від нього у глибинах моря чи океану.

Вивчення органів медузи, що сприймають інфразвуки, дозволило вченим побудувати прилад, який пророкує наближення шторму за 15 годин до його появи.

На Американському континенті є рибоїдні кажани-рибалки. Як і всі кажани, вони орієнтуються за допомогою ехолокації. За відбитим звуковим сигналом визначають форму і місце розташування об'єктів. Але в товщу води проникає тільки невелика частина сигналів. Як кажани-рибалки знаходять здобич?

Кажани-рибалки ловлять рибу, реагуючи на брижі, що виникають на воді, коли риба пропливає біля поверхні. Досить ледве помітного хвилювання води, щоб рибоїдний  кажан помітив присутність риби.

Серед шуму і тріску сова може налаштувати свій «локатор»  так, що почує мишаче шарудіння. Що допомагає сові у цьому?

Вухо сови – у 50 разів більш чутливе, ніж наше. Широке совине «обличчя» – лицьовий  диск – найтонший звуковловлювач. З усіх птахів тільки у сови є свого роду вушні раковини – шкірні валики навколо вуха, на яких росте особливе тверде пір'я.

Безшумна, як тінь, з'являється сова на тлі сірого неба. Не чути ні помахів крил, ні шелесту пір'я. Чому?

М'яке оперення сови служить поглиначем звуків, і тому вона нечутно літає вночі.

В ультразвукових діапазонах людина не орієнтується. Хоча собакам доступні частоти до 60 000 герц, а кішкам – ще більші. Але в нашому голосі є звуки частотою до 130-140 тисяч герц. Навіщо?

Швидше за все, ультразвук, як і інфразвук, надає голосу емоційне забарвлення. Іншими словами, якщо ми не чуємо звуки, якими обмінюються тварини, з цього ще не випливає, що вони не діють на нас і через них ми не пов'язані з природою.

Чи мають птахи здатність до ехолокації?

Ехолокація виявлена ​​у гуахаро – птахів, що мешкають в Америці. Їх сонари менш досконалі, ніж у летючих мишей і дельфінів. Живучи у непроглядній пітьмі, гуахаро, тим не менш, пристосувалися віртуозно літати по печерах. Вони видають неголосні клацаючі звуки, які сприймаються і людським вухом (їх частота приблизно 7000 Герц). Кожне клацання триває одну-дві мілісекунди. Звук клацання відбивається від стін печер, різних виступів та перешкод, і сприймається чутливим слухом птиці.

На початку минулого століття у  Карському морі гідрограф В.А.Березкін запускав у небо кулю-зонд. Випадково наблизивши кулю до вуха, він відчув біль у барабанній перетинці. Повторив дослід. Результат той самий. Яка фізична природа цього явища?

Фізик В.В.Шулейкін довів, що проходження вітру над гребенями хвиль, збуджує низькочастотні коливання – інфразвук. А куля, наповнена воднем, посилює їх як резонатор. Інфразвук викликав біль у барабанній перетинці.

Вчені виявили, що тигри використовують для спілкування один з одним не тільки ричання, муркотіння або рик, але також і інфразвук. Чому?

На думку вчених, інфразвук дозволяє тваринам підтримувати зв'язок на відстані до 8 кілометрів, оскільки поширення інфразвукових сигналів майже не чутливе до перешкод, викликаних рельєфом місцевості, і мало залежить від погодних та кліматичних факторів.

Деякі тварини використовують інфразвук як зброю. Тигри, наприклад, перед атакою гарчать на частоті 18 Гц. Як інфразвук допомагає тигру полювати?

Вчені виявили, що тигри використовують інфразвуки для того, щоб налякати свою здобич. Тигр видає інфразвуки, які впливають на психіку жертви. І як наслідок, жертва впадає в стан, схожий з паралічем. І хоча ефект триває лічені секунди, хижак встигає накинутися на жертву і вбити її.

Чайки хворобливо реагують на ультразвукові частоти понад 25 кГц. Як людина використовує ці знання?

Людина використовує ультразвук з частотою  більше 25кГц для відлякування чайок від водоймищ з питною водою та траулерів з рибою.

Якщо муха впала в ставок, сили поверхневого натягу не дадуть їй піднятися, і вона стає здобиччю клопів-водомірів. Як водоміри виявляють свою здобич?

Комаха б’ється на поверхні та створює дрібні брижі на воді, за ними клопи-водоміри знаходять свою здобич. Завдяки густим волоскам на ногах, покритим жиром, водоміри легко пересуваються по поверхні води. Вчені припускають, що у водомірів є рецептори для визначення часу, за який хвиля проходить відстань між ближніми до джерела коливань кінцівками і дальніми, а це дозволяє встановити місце розташування жертви.

Чутливість водомірів настільки висока, що вони розрізняють сигнали з різницею частот всього в 1,5 кола в секунду на відстані 60 м.

Нерідко рибалки південних морів Західної Африки, приклавши вухо до рукоятки весла, опущеного у воду, прослуховують море, як лікар хворого. Навіщо вони це роблять?

Рибалки слухають підводні звуки, приклавши вухо до вертикально опущеного у воду весла. Вони  відмінно знають, що риби – а  це доведено наукою – «неймовірно балакучі».

Зареєстровано багато випадків зіткнення птахів з турбогвинтовими і турбореактивними літаками. Іноді трапляється, що птахи просто «атакують» аеропорти. Чим можна пояснити таке явище?

Деяких птахів привертають до аеропортів звуки високої частоти від працюючих турбогвинтових і турбореактивних двигунів, частота коливань і довжина хвиль яких бувають схожі з частотою і довжиною хвиль звуку, що створюється безліччю комах.

Яким чином тварини визначають місце розташування джерела звуку?

Рухливі вуха антилопи і кози повертаються до тих пір, поки звук не буде чути найбільш голосно. У цьому випадку положення вух буде точно відповідати напрямку, звідки доноситься звук. У деяких тварин одне вухо повертається незалежно від іншого. Завдяки цьому вони можуть одночасно визначити місце розташування двох джерел звуку.

У багатьох комах для локалізації звуків використовуються волоски і антени. Звукова хвиля відхиляє їх в сторону, протилежну джерелу звуку.

Наведіть приклад живого сейсмографа. З якою точністю такий сейсмограф може визначати амплітуду коливань?

Саранча – живий сейсмограф – відчуває коливання з амплітудою, що дорівнює діаметру атома водню.

У гризунів, як і у деяких інших ссавців, вушна раковина часом закриває отвір, що веде у слуховий хід. Яке значення це має для тварини?

Перекриття вушною раковиною слухового ходу захищає вухо тварини від занадто гучних звуків.

Відомо, що змії не мають внутрішнього вуха. Як же вони сприймають звукові коливання?

Взагалі змії глухі, але вони своєю черевною поверхнею сприймають коливання, що йдуть через ґрунт.

Довгоп’яти  видають пронизливі крики за межами людського сприйняття. В середньому їх частота досягає 70 кілогерц. Як це допомагає тваринам виживати?

Зайвий шум може привернути увагу хижака або розкрити місцеположення довгоп’ята. А обмін ультразвуковими сигналами, нечутними для більшості хижаків, дозволяє спілкуватися непомітно.