Відео для актуалізації опорних знань (STEM)

Як тварини використовують фізику у своєму повсякденному житті

Часто ми чуємо питання від учнів "Як це знадобиться в житті? Де це використовується?"

Пропозиція починати заняття із відео, де представлено дія певних законів природи, і як тварини використовують закони фізики у своєму повсякденному житті, і де ці дослідження можна використати у реальному житті.

Як ведмідь пересувається по крихкій кризі?

Тема: Тиск

Правила поведінки на льоду

Міцність льоду пропонується перевіряти пішньою. Якщо після першого удару лід пробивається і на ньому з’являється вода, то вихід на лід забороняється. Не дозволяється перевіряти міцність льоду ударами ніг.
При пересуванні по льоду треба бути обережним, уважно стежити за його поверхнею, обходити небезпечні і підозрілі місця (швидка течія води, вмерзлі в лід кущі, траву та ін.). Не дозволяється виходити на лід у нічний час.
Під час групового переходу по льоду необхідно рухатись на відстані 5-6 метрів один від одного і уважно стежити за тим, хто іде попереду.
Переходити водойми на лижах дозволяється тільки тоді, як переконались в міцності льоду. З метою забезпечення безпеки при пересуванні на лижах по льоду необхідно відстебнути кріплення лиж, зняти петлі лижних палок з кистей рук, наплічник тримати на одному плечі.
Кататися на ковзанах дозволяється тільки на спеціально обладнаних катках.
При наданні допомоги людині, яка провалилась під лід, не можна рухатися до неї в повний зріст, тому що існує небезпека самому потрапити в біду. До потерпілого слід наближатися лежачи, розкинувши руки і ноги, тому що так ми зменшуємо тиск на поверхню льоду.
Відомо, що чим більша площа поверхні, тим менший тиск при однаковій силі навантаження.

Тиск — це фізична величина, яка характеризує результат дії сили і дорівнює відношенню сили, яка діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні

А що відбувається, коли собака струшує воду зі своєї шерсті?

Цікаві дослідження провела інженерна група вчених в Технологічному інституті штату Джорджія (США). Для вивчення процесу обтрушування, вони обливали водою різних тварин.

В експерименті були задіяні 40 особин 15 видів ссавців різних розмірів, від величезного ведмедя до маленької миші. При проведенні швидкісної відеозйомки, дослідники прийшли до висновку, що розміри тварини істотно впливають на частоту рухів при зтрушуванні води. Чим більша тварина, тим повільніше вона труситься. Так, наприклад, частота струсів ведмедя всього чотири герца, а миші – цілих 27 герц! Найбільш ефективно процес струшування води відбувається у тварин, шкура яких не сильно щільно облягає тіло і кілька відвисає.

Дані дослідження проводяться з метою подальшого застосування їх результатів у повсякденному житті, наприклад, для встановлення найбільш оптимальної частоти обертання барабана пральної машини в процесі віджимання і сушіння білизни.

Чи п’ють коти, як ми?

Тварини розробили низку стратегій пиття залежно від фізіологічних обмежень. Хребетні використовують для пиття язик; найпоширенішим прикладом є пиття кішок і собак. Кішка п'є за допомогою тонкого механізму, заснованого на прилипанні води до оберненої сторони язика. Комбінований експериментальний і теоретичний аналіз показує, що кішка використовує інерцію рідини, щоб здолати гравітацію та втягнути рідину в рот. Ця конкуренція між інерцією та гравітацією встановлює частоту роботи язика та дає прогноз для залежності частоти від маси тварини.

Детальніше у статті: How Cats Lap: Water Uptake by Felis catus

Як гекону вдається ходити по стелі?

Гекони дивовижні. Вони використовують сили Ван-дер-Ваальса для руху по стелі. Сили Ван-дер-Ваальса можуть діяти тільки на досить малих відстанях. Тож, поставивши ноги дуже близько до стелі — і у нього м’ясисті складки на ногах і багато волосків — отже, маючи всі ці волоски, він отримує величезну площу поверхні. Додавання всіх дуже малих сил на великій площі дає гекону достатньо сили, щоб він міг ходити вниз головою по стелі. Якщо він впаде, він фактично зможе утримувати всю вагу свого тіла лише однією ногою і, можливо, навіть одним пальцем.

Гекони - дивовижні істоти, які мають неймовірну здатність лазити завдяки використанню наноструктур на їхніх лапах. Відтоді вчені штучно відтворили ці структури та зробили рулони стрічки з такими ж чарівними липкими властивостями, як лапка гекона. Але створення цих стрічок зазвичай є дорогим і складним заходом.

У цьому відео ми досліджується простий спосіб виготовлення стрічки, яка, якщо її зробити правильно, може витримувати вагу понад 100 фунтів.