STEM-заняття: насіння-"гелікоптери"

 Яка найдосконаліша форма насіння із лопатями "гелікоптера"?

Ідея заняття продиктована роботою: Curving to Fly: Synthetic Adaptation Unveils Optimal Flight Performance of Whirling Fruits

Жан Рабо, Річард А. Фолі та Андреас Карлсон розрахували оптимальну форму плодів- «гелікоптерів», що під час падіння швидко обертаються навколо вертикальної осі і використовуються багатьма рослинами для поширення насіння. Виявилося, що довжина крилець повинна бути приблизно вдвічі більший за радіус їх кривини - саме такі плоди найдовше перебувають в повітрі під час падіння і можуть полетіти на максимальну відстань.

Плоди-«гелікоптери» різних рослин (Альберти Alberta magna, дріобаланопса Dryobalanops lanceolata, тріпларіса Triplaris cumingiana і двокрилоплідник Dipterocarpus beccariana). Справа наведені послідовні кадри падіння штучного плода.

KL - характеристика насіння-"гелікоптера" - добуток кривини лопаті і її довжини.

Падіння модельних плодів з KL = 0,6 (зліва), 2,3 (по центру - оптимальний варіант) і 3,0 (праворуч).

Отримані результати можуть бути використані як для екологічних досліджень (пов'язаних, зокрема, з моделюванням поширення насіння), так і в прикладних областях, наприклад при розробці невеликих літальних апаратів.

Мета: зняти відео руху реальних насінь; створити власні прототипи насіння-"гелікоптера" різних форм із паперу; дослідити рух і встановити час падіння насіння для різних форм, проаналізувати результати і зробити висновки.

Види насіння-крилаток.

Альберта (лат. Alberta) - невеликий рід квіткових рослин сімейства Маренові.

Два види виростають на Мадагаскарі, один вид - на материку, в теплих і вологих районах Південної Африки.

Dryobalanops lanceolata насіння килимового покриття підлоги тропічних лісів, заповідна зона долини Данум, Сабах, Борнео, Малайзія

Triplaris Cumingiana. Це надзвичайно привабливе дерево родом з Центральної Америки та тропічної Південної Америки.

Діптерокарпус, керуінг (Dipterocarpus) рід покритонасінних рослин родини діптерокарпові (Dipterocarpaceae). Третій за величиною і найбільш різноманітний у родині. Назва роду походить з грецької й означає «двокрилий фрукт».

Дерево клен, що набув значного поширення на території Західної Азії та Європи. Північна межа ареалу цього виду доходить до південних районів Скандинавії, Карелії і Фінляндії, а південна закінчується біля північного Ірану. 

Ясен

Шаблони для створення прототипів насіння-"гелікоптер".

Lesson

Цікаво:

14 вересня 1939 р. в США відбувся перший політ дослідного зразка гелікоптера Ігоря Сікорського VS-300 (S-46).

З 1957 року всі президенти США, починаючи з Дуайта Ейзенхауера, літають на вертольотах конструкції Сікорського.

#STEMchallenge 

Ласкаво просимо до нашого онлайн-клубу  "Science around us".

Детальніше про роботу нашого клубу: тут.

Бережіть себе і родину!

Дякую за увагу!
Бажаю Вам нових ідей!
Навчаємося, бо ми цього варті!
Підписуйтесь на блог!
Підписуйтесь на канал YouTube.
Підписуйтесь на сторінку у fb. https://www.facebook.com/educationXXII/
Запрошуємо навчатися на фізичному факультеті! 

 

Приєднуйтесь на сервер "Фізичний факультет ХНУ" на Discord: 

https://discord.com/invite/ZUxcC22