Jinsi bumblebee inaruka: nguvu za asili na sheria za aerodynamics
Moja ya aina ya kawaida ya nyuki ni bumblebee. Furry na kelele, wadudu ana mbawa ndogo ikilinganishwa na uwiano wa mwili wake. Kulingana na sheria za aerodynamics, kukimbia kwa wadudu na vigezo vile haiwezekani. Kwa muda mrefu, wanasayansi wamekuwa wakifanya utafiti ili kuelewa jinsi hii inavyowezekana.
yaliyomo
Muundo wa mbawa za bumblebee kwa kulinganisha na ndege
Kuna sayansi nzima - bionics, sayansi inayochanganya teknolojia na biolojia. Anasoma viumbe mbalimbali na kile ambacho watu wanaweza kuchimba kutoka kwao wenyewe.
Mara nyingi watu huchukua kitu kutoka kwa asili na kuisoma kwa uangalifu. Lakini bumblebee ilisumbua wanasayansi kwa muda mrefu, au tuseme uwezo wake wa kuruka.
Wanafizikia wamegundua kwamba ndege inaruka kutokana na muundo tata wa bawa na uso wa aerodynamic. Kuinua kwa ufanisi hutolewa na ukingo wa mbele wa mviringo wa bawa na ukingo mwinuko unaofuata. Nguvu ya msukumo wa injini ni pauni 63300.
Aerodynamics ya kukimbia kwa ndege na bumblebee inapaswa kuwa sawa. Wanasayansi wamethibitisha kwamba kulingana na sheria za fizikia, bumblebees haipaswi kuruka. Hata hivyo, sivyo.
Bumblebee kubwa na mabawa yake.
Mabawa ya Bumblebee yana uwezo wa kuunda kiinua mgongo zaidi ya vile wanasayansi wanavyotarajia. Ikiwa ndege ilikuwa na uwiano wa bumblebee, basi haiwezi kuondoka kutoka ardhini. Mdudu anaweza kulinganishwa na helikopta yenye blade zinazonyumbulika.
Baada ya kujaribu nadharia inayotumika kwa Boeing 747 kuhusiana na bumblebees, wanafizikia waligundua kuwa urefu wa mabawa ni kutoka kwa mikunjo 300 hadi 400 kwa sekunde 1. Hii inawezekana kwa sababu ya contraction na kupumzika kwa misuli ya tumbo.
Mwelekeo wa rangi ya mbawa wakati wa kupiga ni sababu ya nguvu mbalimbali za aerodynamic. Zinapingana na nadharia yoyote ya hisabati. Mabawa hayawezi kuruka kama mlango kwenye bawaba ya kawaida. Sehemu ya juu inaunda mviringo mwembamba. Mabawa yanaweza kupinduka kwa kila mpigo, yakielekeza juu kuelekea juu kwa mpigo wa kushuka chini.
Mzunguko wa kiharusi cha bumblebees kubwa ni angalau mara 200 kwa pili. Upeo wa kasi ya kukimbia hufikia mita 5 kwa pili, ambayo ni sawa na kilomita 18 kwa saa.
Kufunua fumbo la ndege ya bumblebee
Ili kufunua fumbo hilo, wanafizikia walilazimika kuunda mifano ya mbawa za bumblebee katika toleo lililopanuliwa. Kama matokeo ya hii, mwanasayansi Dickinson alianzisha mifumo ya msingi ya kukimbia kwa wadudu. Zinajumuisha duka polepole la mtiririko wa hewa, kukamata ndege ya kuamka, mwendo wa mzunguko wa mzunguko.
Mrengo hukata hewa, ambayo inaongoza kwa kujitenga kwa polepole kwa mtiririko wa hewa. Ili kuendelea kuruka, bumblebee anahitaji kimbunga. Vortices ni vijito vinavyozunguka vya maada, sawa na maji yanayotiririka kwenye sinki.
Wakati mrengo unasonga kwa pembe ndogo, hewa hukatwa mbele ya mrengo. Kisha kuna mabadiliko ya laini katika mtiririko 2 pamoja na nyuso za chini na za juu za mrengo. Kasi ya mto ni ya juu zaidi. Hii inazalisha lifti.
Kutokana na hatua ya kwanza ya kupungua, kuinua kunaongezeka. Hii inawezeshwa na mtiririko mfupi - vortex ya makali ya kuongoza ya mrengo. Matokeo yake, shinikizo la chini linaundwa, ambalo linasababisha kuongezeka kwa kuinua.
Kwa hivyo, imeanzishwa kuwa bumblebee huruka kwa idadi kubwa ya vortices. Kila mmoja wao amezungukwa na mikondo ya hewa na vimbunga vidogo vinavyotengenezwa na kupiga mbawa. Kwa kuongeza, mbawa huunda nguvu yenye nguvu ya muda ambayo inaonekana mwishoni na mwanzoni mwa kila kiharusi.
Hitimisho
Kuna siri nyingi katika asili. Uwezo wa kuruka katika bumblebees ni jambo ambalo limesomwa na wanasayansi wengi. Inaweza kuitwa muujiza wa asili. Mabawa madogo huunda vimbunga na msukumo wenye nguvu sana hivi kwamba wadudu hao huruka kwa kasi kubwa.
