Чем отличаются друг от друга равномерные прямолинейные движения черепахи конькобежца и пантеры
Эта статья, возможно, покажется простой для продвинутых любителей птиц, однако, на мой взгляд, она все еще актуальна. Возможно, некоторые люди считают, что стрижи и ласточки - очень похожие между собой птицы; особенно трудно, кажется, их различить в полете. Попробую показать, что это не так.
Начнем с того, что их внешнее сходство никоим образом не связано с родственным положением: ласточки относятся к отряду Воробьинообразные (самый прогрессивный отряд, куда входит все разнообразие певчих птиц), а стрижи - к отряду Стрижеобразные , или Длиннокрылые (сюда относятся, кроме стрижей, колибри и некоторые другие птицы).
В семейство Ласточковых включают до 90 видов, распространенных практически по всему миру. В России встречается 7 видов, прочитать про них можно здесь .
Семейство Стрижиные включает более 110 видов, в России встречается 4. Наиболее распространенный - черный стриж .
Почему же они похожи? Дело в так называемой конвергентной эволюции . Вспомните, как выглядят акулы и дельфины - несмотря на то, что это очень далеко стоящие друг от друга группы животных, они имеют похожую обтекаемую форму тела, а их конечности представлены плавниками. А все потому, что живут в воде. Так же у ласточек и стрижей: похожие условия обитания и способ добывания пищи обусловили схожее строение тела, в особенности крыльев (длинных и узких). Но все же отличий много.
Стрижи приспособлены к полету чуть ли не лучше всех прочих птиц. В полете они проводят большую часть жизни: в воздухе они не только добывают еду, но и спят. Ласточки часто садятся отдохнуть на провода, столбы, здания. Стрижи же садятся только на свое гнездо (очень редко на другие поверхности). В полете они не складывают крылья, в отличие от ласточек, и силуэт их крыльев - всегда серповидный. Стрижи способны в довольно больших пределах вращать крыло в основании, что значительно увеличивает маневренность полета.
В целом стрижи заметно крупнее ласточек. Размах крыльев самого обычного черного стрижа - до 48 см. Размах крыльев деревенской ласточки - до 33 см. Относительная (да и абсолютная, как видим) длина крыла у стрижей значительно больше. Форма хвоста и у тех, и тех - выемчатая, но может довольно сильно отличаться, в зависимости от вида птицы (у деревенской ласточки, например, есть длинные "косицы").
Стрижи необыкновенно крикливы - в полете они всегда издают узнаваемый пронзительный свист:
Поэтому если вы услышали над головой такой крик - над вами стрижи. Голоса ласточек не такие громкие, и щебетать они предпочитают чаще сидя где-нибудь на присаде.
Заканчивая тему полета, стоит отметить, что стрижи намного быстрее ласточек. Черный стриж развивает скорость до 112 км/ч, а иглохвостый - до 169!
Стрижи освоили большую высоту, и часто охотятся гораздо выше ласточек. В городах - над высотными зданиями. Прилетают стрижи позднее ласточек - не раньше начала мая.
Думаю, теперь вы легко сможете понять, что за птица пролетела над вами, вспомнив перечисленные особенности полета, поведения и голосовой сигнализации.
Другие внешние отличия, связанные с особенностями экологии этих птиц, издалека разглядеть не удастся, но они тоже существенны. Так, строение задних конечностей стрижей довольно необычно для птиц. Если у ласточек, как и у всех нормальных певчих птиц, три пальца направлено вперед, и один назад, то у стрижей все 4 пальца обычно направлены вперед (боковой палец может отклоняться вбок). К тому же, цевка стрижей, да и в целом нога, очень короткая - стриж не может ходить по поверхности (название одного из главных родов стрижиных Apus переводится как "безногий"). Такое строение конечности позволяет ему лишь цепляться за гнездо или другую поверхность, с которой можно слететь. Жесткие перья хвоста позволяют, опираясь на них, удерживаться на вертикальной поверхности, подобно дятлам. Однако ловкость стрижа на земле все же не стоит недооценивать: вопреки сложившимся представлениям, эти птицы способны самостоятельно взлететь и с земли.
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить лайк и подписаться на мой канал ;-)
Друзья! Начался полевой сезон. Времени на ведение Дзена и общение в комментариях стало гораздо меньше, а ответить хочется всем, поэтому на время я оставлю возможность оставлять комментарии только подписчикам. Спасибо за понимание!
Обратите внимание на слова «любые равные», относящиеся к промежуткам времени. Если точка за каждую минуту проходит по 1 м, то это еще не означает, что ее движение обязательно равномерное. Может быть и так, что за первую половину минуты точка проходит 20 см, за вторую половину минуты — 80 см, а в следующие интервалы времени по половине минуты она может пройти 60 и 40 см соответственно и т. д., т. е. движение является неравномерным. Для равномерного движения в данном случае необходимо, чтобы за мин было пройдено м, за мин — м, за . мин — м и т. д., т. е. за любые равные промежутки времени точка проходила равные расстояния.
Если мы знаем только, что автомобиль в данный момент времени находится в определенном месте на шоссе, то мы еще ничего не знаем о том, как он движется. Важной величиной, характеризующей движение тела, является его скорость. Со скоростью (быстротой движения тела) мы знакомы из повседневной жизни.
Черепаха перемещается с малой скоростью — примерно 0,5 км/ч, ее движение — символ медлительности (черепаший шаг). Человек перемещается быстрее: его скорость около 5 км/ч. Автомобиль движется быстрее человека (100 км/ч), а самолет еще быстрее (1000 км/ч). Самой большой скорости относительно Земли человек достигает с помощью космических ракет (около 11 км/с). Максимально возможная скорость — это скорость света в вакууме: 300 000 км/с.
Чем больше скорость, тем большее расстояние проходит тело за данный интервал времени. Скорость показывает, как быстро движется тело, т. е. как быстро с течением времени меняется его положение в пространстве по отношению к другим телам.
Несмотря на то что слово «скорость» давно стало для нас привычным, определить строго, что же такое скорость для произвольного движения, не так-то просто. Мы начнем с простого случая.
По-прежнему вначале будем считать, что точка (автомобиль на шоссе) движется прямолинейно. Пусть в момент времени t1 точка имела координату x1 а в момент времени t2 ее координата стала равной х2.
За интервал (или промежуток) времени t2 - t1 изменение координаты точки равно х2 - x1 (изменением любой величины, координаты в том числе, называют разность между значениями величины в конце и начале процесса изменения). Для интервала времени принято сокращенное обозначение Δt 1 :
При равномерном прямолинейном движении координаты движущейся точки изменяются одинаково за любые равные промежутки времени.
Скоростью равномерного прямолинейного движения называется отношение изменения координаты тела (точки) Δх к промежутку времени Δt, за который это изменение координаты произошло 2 .
Обозначим скорость через vx. Тогда по определению имеем:
Индекс х около буквы v указывает, что рассматривается скорость точки вдоль оси X.
Скорость равномерного прямолинейного движения постоянна:
В самом деле, за любые равные интервалы времени изменения координат одинаковы. Поэтому одинаковы и отношения . Если уменьшить интервал времени в два раза, то и изменение координаты уменьшится тоже в два раза. Ведь за первую половину интервала тело проходит точно такое же расстояние, что и за вторую.
Обратите внимание на то, что скорость vx может быть как положительной величиной, так и отрицательной.
Действительно, Δt = t2 - t1 всегда положительно (Δt > 0). Но изменение координаты Ах может быть как положительным (Δх > 0, если х2 > х1), так и отрицательным (Δx < 0, если х2 < х1).
Мы познакомились с очень важной физической величиной — скоростью. При равномерном прямолинейном движении скорость есть величина постоянная.
1 Значок Δ (греческая буква «дельта») обозначает в формулах изменение, приращение, промежуток, интервал, отрезок. Соответственно Δt (читается: «дельта тэ») означает не произведение двух величин Δ и t, а промежуток времени.
2 Точнее, эту величину, как мы увидим в дальнейшем, следует называть проекцией скорости на ось X.
Возможно ли в Солнечной системе равномерное прямолинейное движение какого-либо физического тела относительно Солнца? Кванты света (фотоны), а также нейтрино и т.п. не считаются.
Разумеется, смотря чем измерять. Если человеческим глазом, то может показаться, что вполне. Если точнейшими приборами, то никак.
Штука такая существует. Гравитация называется. Не будь ее, не было бы звездных систем. В том числе и Солнечной. Ни галактик, ни самой Вселенной. Без гравитации материя после Большого взрыва просто бы разлетелась и в итоге растворилась в пространстве.
Но именно благодаря гравитации, первоначальная материя в конце концов сгруппировалась в галактики, звезды, планеты. Именно из-за гравитации планеты вращаются вокруг звезд.
Но именно из-за нее прямолинейное движение невозможно во всей обозримой Вселенной.
Нет в ней уголка, куда бы гравитация не проникала и не влияла бы на движение тел в пространстве. В том числе и в Солнечной системе.
И получается, что именно из-за невозможности прямолинейного движения существуем мы.
P.S. Кстати, и свет в Солнечной системе двигается не прямолинейно. Сейчас предполагается, что даже нейтрино подвержено в очень небольшой степени действию гравитации.
Вот возможный ответ. На первый взгляд кажется, что такого не может быть. Действительно, в соответствии с законами физики, в частности, с законами Кеплера, все планеты и астероиды, включая самые мелкие, движутся вокруг Солнца по эллипсам, кометы - по эллипсам или гиперболам и т.д. Равномерное и прямолинейное движение тел относительно Земли, с которым мы часто встречаемся, не является таковым относительно Солнца. И все же такое явление возможно, по крайней мере, теоретически. Дело в том, что на мелкие твердые частицы, помимо сил притяжения, действует также сила светового давления, которое всегда направлено в противоположную от Солнца сторону и, так же, как и сила притяжения, обратно пропорциональна квадрату расстояния от Солнца. Действие светового давления особенно характерно проявляется в случае удаляющихся от Солнца комет: их хвост направлен в том же направлении, в каком летит комета.
Если обе силы, гравитации и светового давления, направлены в разные стороны и равны по величине (это возможно только для очень мелких пылинок размером порядка 0,1 микрон), то равнодействующая сила равна нулю, и потому такая частица (почти неразличимая в микроскоп) может двигаться равномерно и прямолинейно относительно Солнца.
Разработчик Тим Хаттон из Microsoft выпустил демо гравитации в соответствии с Общей теорией относительности, в которой гравитация не является обычной силой или полем, а представляет собой искривление пространства-времени.
Все тела в таком искривлении движутся по прямой. Например, параболическое движение брошенного тела в гравитационном поле Земли — своеобразная иллюзия, которая возникает для внешнего наблюдателя, а на самом деле тело движется по прямой.
Согласно ОТО, любое массивное тело создаёт своеобразную воронку в пространстве-времени. Пролетающие мимо тела изменяют свою траекторию согласно изгибам искривлённого пространства.
С точки зрения движущихся тел они продолжают перемещаться по прямой. Просто они попали в искривлённое пространство и не осознают, что для постороннего наблюдателя демонстрируют непрямолинейную траекторию.
Нужно обратить внимание, что в такой ситуации искривляются четыре измерения, в том числе и время.
Для фотонов света понятие времени не существует, поскольку они движутся точно со скоростью света, то есть начинают и заканчивают движение в один момент времени, а все расстояния по направлению движения сокращаются до точки (см. «Как фотоны воспринимают время?»).
В системе на интерактивном демо есть только одно пространственное измерение, показанное на вертикальной оси и обозначенное метрами. Измерение времени — это горизонтальная ось, обозначенная в секундах. Гравитационное поле постоянно в пределах интересующей нас области.
Используйте первый ползунок, чтобы изменить ускорение в системе отсчёта. Когда у системы отсчёта нулевое ускорение, она называется инерциальной системой отсчёта (ИСО).
Второй ползунок перемещает временное окно. При этом все траектории остаются прямыми линиями в инерциальной системе отсчета.
На интерактивных диаграммах можно перетащить начальное и конечное положение каждого объекта, чтобы изменить его траекторию. Однако все траектории свободного падения в инерциальной системе отсчёта являются прямыми линиями.
- Научно-популярное
- Физика
Читают сейчас
Редакторский дайджест
Присылаем лучшие статьи раз в месяц
Скоро на этот адрес придет письмо. Подтвердите подписку, если всё в силе.
- Скопировать ссылку
- ВКонтакте
- Telegram
Похожие публикации
- 28 февраля 2021 в 11:45
Спросите Итана: пространство-время – реальная сущность или просто концепция?
ОТО. Геометрическое представление кривизны пространства в метрике Шварцшильда. Часть 2
Спросите Итана: если масса искривляет пространство-время, как оно распрямляется обратно?
Звезда «спряталась» в складке пространства-времени на 150 лет
AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут
Минуточку внимания
Комментарии 128
Также как летящий прямолинейно и равномерно объект врезающийся в стену. До столкновения никаких сил не было, в момент столкновения были, но не гравитационные.
И все же, летящий параллельно стене объект в неё не врежется.
В случае с гравитацией, объект также теоретически продолжает лететь "параллельно". Или прямолинейно пролетает сбоку в случае планеты. Кстати, ещё и ускоряясь при этом, с точки зрения наблюдателя с планеты.
А что со скоростью. Кинули камень вверх, он начал тормозить, остановился на макс высоте, и начал падать. Как изменение скорости вписывается в коцепцию "гравитация не сила, а искривление системы координат"
Искривление системы четырёх координат. Изменение скорости = движение в искривлённом времени.
Представим что камень и планета никак не взаимодействуют кроме как через гравитацию (вот такая у нас планета-призрак из темной материи). Тогда камень упадет сквозь ее поверхность, пролетит через центр массы и гравитация выбросит его обратно на ту же высоту, на которую его забросили. Получается что камень будет совершать колебательные движения.
Похоже на движение по эллиптической орбите, вырожденной в прямую линию.
вооот, теперь немного проясняется!
Люди, может хватит уже использовать эту идиотскую картинку, создающее ложное впечатление как буд-то в космосе есть низ и верх? Каким образом, далекие от науки люди, для которых делаются подобные демонстрации, должны понять что она демонстрирует 2-х мерный срез 3-х мерного пространства и интерполировать из него корректную картинку в голове?
такие картинки тоже есть
А эта картинка точно отражает происходящее? Как с её помощью объяснить движение по круговой орбите? Объект по идее должен перемещаться по прямой. И я не вижу тут каких-то прямых, которые бы замыкались в кольцо.
Да, выглядит, что линии в другую сторону должны быть:
Тем не менее, на картинке высоту заменили на «кривизну», то есть шара быть уже не может, тут должен быть круг. Я тоже никогда не понимал, кого может в чём-то убедить подобный низкопробный коллаж. Наверное поэтому я так же не хочу верить и в саму эту теорию :-)
P. S. Кстати, может ли, согласно этой теории тело быть «разорвано» гравитационными силами?
представьте седлообразную поверхность, а тело в точке перегиба — в одном направлении его растягивает, а в ортогональном — сжимает
P.S. Это не «эта теория», это всё таже ТО
Это демо тоже немножко запутывает.
Потому что оно работает, только в условиях, когда есть внешнее поле, перпендикулярно резиновой поверхности. В случае гравитация.
В условиях невесомости установка работать не будет. Но можно сделать например пневматическую версию – заменить гравитационное поле на поток воздуха.
Вопрос в том, а у реальной гравитации есть такое перпендикулярное поле?
Разрыв тел гравитацией это не только теория, но и наблюдательный факт. Аккреционные диски вокруг чёрных дыр — это часто разорванные гравитацией звёзды.
ну, могли вообще не вставлять, да. Было бы это лучше?
был неправ, я не знал, что есть его видео с переводом.
alizar Может, вставить ссылку в статью для желающих смотреть на русском?
Я вот не могу понять. Получается, стоя на Земле мы ускоряемся. Но что это значит? Почему без опоры мы будем двигаться к центру Земли?
Я понимаю про кривое пространство в котором летают спутники — это довольно просто. Но если пробурить тунель через центр Земли (как в последнем "Вспомнить Всё") — почему мы пролетим центр до другой стороны и вернёмся назад?
Мне довольно просто это понять, если рассматривать гравитацию как силу. Но с точки зрения "просто полёта по прямой" я не могу понять, почему в какой-то момент нас развернёт
почему обрезаем шапки?
Как намотана? Как нитки на бабину? Почему пространство — это полоса на сфере?
И вот это тоже не понял.
Вот, я даже попробовал визуализировать эту фигуру. Можете по ней нарисовать, что имеете ввиду?
если вспомнить критерий Попплера, это как-то можно проверить? искривление vs поле в каких-то случаях предскажут разное поведение?
Если бы хоть одна из этих теорий предсказала что-то, что не предсказывает ОТО… Банальная подгонка под ответ везде.
Искривление пространства — просто более элегантный способ описать гравитацию. Если гравитация не сила, то было бы интересно посмотреть не проявляются ли какие-то эффекты при слиянии вращающихся черных дыр.
Поправьте, если я не прав, сила — это единственный способ передачи энергии (то же ЭМ-излучение передает энергию взаимодействуя с частицами).
В то же время объект, свободно падая на планету, получает кинетическую энергию (которую, при столкновении, преобразует в тепловую). За счет какой силы в данном случае растет его энергия?
Падающий с ускорением заряд будет изучать ЭМ-волну. Мне кажется, это слишком просто, чтобы опровергнуть теорию и я не до конца разобрался в чем проблема.
Я не физик и могу ошибаться в следующих формулировках. Никто не спорит с тем, что ОТО — отличная теория, которая подтверждалась во время очень многих наблюдений. Но надо помнить, что это не абсолют, поскольку есть квантовая физика, которая тоже работает и пока не дружит с ОТО.
Также мой вопрос был про сохранение энергии (закон). Насколько я понимаю, пока нет общей теории энергии гравитационного поля и с Законом сохранения в ОТО пока еще работают.
Вначале не было ничего, только полная симметрия, и свободная калибровка летала над водами.
Потом отделил Бог целый спин от полуцелого, и повелел целому спину подчиняться статистике Бозе, а полуцелому статистике Ферми.
И увидел он, что это хорошо.
И отделил Бог гравитацию, и поставил её константу взаимодействия ниже других констант, и повелел ей пресмыкаться на микроуровне, но сказал, что возвеличит её надо всеми, и будет она повелевать космологией, ибо всё будет подчиняться ей. И уползла гравитация на микроуровне на своё место, и поныне там пребывает.
И отделил Бог сильное взаимодействие от электрослабого, а кварки от лептонов, и повелел кваркам сильно и электрослабо взаимодействовать, а лептонам только электрослабо.
И увидел он, что это хорошо.
И нарушил Бог симметрию электрослабого взаимодействия до слабого и электромагнитного, и обрели векторные бозоны массу, фотон же не обрёл.
И стали векторные бозоны подобны фермионам, и возгордились, но не было у них закона сохранения числа частиц, ибо были они бозонами, и потому стало слабое взаимодействие короткодействующим.
И был вечер, и было утро: эра электрослабого фазового перехода.
Глюоны же обладали цветом, и были в том подобны кваркам, и взаимодействовали меж собой сильно, и порождали другие глюоны.
И увидел Бог, что сильное взаимодействие асимптотически свободно, на больших же расстояниях линейно, аки в струнной модели.
И повелел Бог собраться кваркам по трое, и по одному и антиодному, и с глюонами в иные комбинации, по цвету синглетные, и затворил их там конфайнментом.
И нарёк Бог кварки по трое барионами, а по одному и антиодному мезонами, и увидел он, что это хорошо.
И был вечер, и было утро: эра конфайнмента.
Мезоны состояли из кварка и антикварка, и не имели барионного числа, и распадались до излучения, а барионы же антикварков не содержали, и распадались только до нуклонов, а дальше не могли. И было барионов больше, чем антибарионов, и потому оставались нуклоны не аннигилировавшие. И сочетались нуклоны за счёт сложного обменного взаимодействия, производного от сильного, и соединялись по двое, по трое, по четыре. По четыре же, в альфа-частицы, им было лучше всего соединяться. И увидел Бог, что в альфа-частицы соединилась четверть всех нуклонов по массе, остальные же остались свободными, а остальные элементы в следовых количествах.
И посему достаточно было в межзвёздном газе топлива для ядерных реакций и зажигания звёзд.
И увидел он, что это хорошо. И был вечер, и было утро: эра первичного нуклеосинтеза.
Обратите внимание на слова «любые равные», относящиеся к промежуткам времени. Если точка за каждую минуту проходит по 1 м, то это еще не означает, что ее движение обязательно равномерное. Может быть и так, что за первую половину минуты точка проходит 20 см, за вторую половину минуты — 80 см, а в следующие интервалы времени по половине минуты она может пройти 60 и 40 см соответственно и т. д., т. е. движение является неравномерным. Для равномерного движения в данном случае необходимо, чтобы за мин было пройдено м, за мин — м, за . мин — м и т. д., т. е. за любые равные промежутки времени точка проходила равные расстояния.
Если мы знаем только, что автомобиль в данный момент времени находится в определенном месте на шоссе, то мы еще ничего не знаем о том, как он движется. Важной величиной, характеризующей движение тела, является его скорость. Со скоростью (быстротой движения тела) мы знакомы из повседневной жизни.
Черепаха перемещается с малой скоростью — примерно 0,5 км/ч, ее движение — символ медлительности (черепаший шаг). Человек перемещается быстрее: его скорость около 5 км/ч. Автомобиль движется быстрее человека (100 км/ч), а самолет еще быстрее (1000 км/ч). Самой большой скорости относительно Земли человек достигает с помощью космических ракет (около 11 км/с). Максимально возможная скорость — это скорость света в вакууме: 300 000 км/с.
Чем больше скорость, тем большее расстояние проходит тело за данный интервал времени. Скорость показывает, как быстро движется тело, т. е. как быстро с течением времени меняется его положение в пространстве по отношению к другим телам.
Несмотря на то что слово «скорость» давно стало для нас привычным, определить строго, что же такое скорость для произвольного движения, не так-то просто. Мы начнем с простого случая.
По-прежнему вначале будем считать, что точка (автомобиль на шоссе) движется прямолинейно. Пусть в момент времени t1 точка имела координату x1 а в момент времени t2 ее координата стала равной х2.
За интервал (или промежуток) времени t2 - t1 изменение координаты точки равно х2 - x1 (изменением любой величины, координаты в том числе, называют разность между значениями величины в конце и начале процесса изменения). Для интервала времени принято сокращенное обозначение Δt 1 :
При равномерном прямолинейном движении координаты движущейся точки изменяются одинаково за любые равные промежутки времени.
Скоростью равномерного прямолинейного движения называется отношение изменения координаты тела (точки) Δх к промежутку времени Δt, за который это изменение координаты произошло 2 .
Обозначим скорость через vx. Тогда по определению имеем:
Индекс х около буквы v указывает, что рассматривается скорость точки вдоль оси X.
Скорость равномерного прямолинейного движения постоянна:
В самом деле, за любые равные интервалы времени изменения координат одинаковы. Поэтому одинаковы и отношения . Если уменьшить интервал времени в два раза, то и изменение координаты уменьшится тоже в два раза. Ведь за первую половину интервала тело проходит точно такое же расстояние, что и за вторую.
Обратите внимание на то, что скорость vx может быть как положительной величиной, так и отрицательной.
Действительно, Δt = t2 - t1 всегда положительно (Δt > 0). Но изменение координаты Ах может быть как положительным (Δх > 0, если х2 > х1), так и отрицательным (Δx < 0, если х2 < х1).
Мы познакомились с очень важной физической величиной — скоростью. При равномерном прямолинейном движении скорость есть величина постоянная.
1 Значок Δ (греческая буква «дельта») обозначает в формулах изменение, приращение, промежуток, интервал, отрезок. Соответственно Δt (читается: «дельта тэ») означает не произведение двух величин Δ и t, а промежуток времени.
2 Точнее, эту величину, как мы увидим в дальнейшем, следует называть проекцией скорости на ось X.
Читайте также: