Реореакция рыб в потоке воды

До сих пор мы рассматривали поведение физических объектов. В таком поведении мы отмечали скачок как результат управляющего воздействия физической природы в согласии с приведенной выше формулировкой закона сохранения и превращения энергии определенного вида. В этом случае покажем, что в согласии с обсуждаемым нами законом может находиться и поведение биологического объекта. Известна граничная скорость потока воды u 1 , разделяющая поведение рыб на два характерных типа [12]. При скоростях u < u 1 рыбы плавают произвольно в пределах участка воды, где они обитают. Превышение пороговой скорости u > u 1 приводит к возникновению нового вида поведения: рыбы ориентируются строго против потока.

В качестве исследуемого объекта в этом примере должна выступать вытесняемая рыбой вода. Именно эта вода непосредственно связывает рыбу с окружающей средой. Основное состояние вытесненной воды характеризует ее связь с рыбой. Соответствующая энергия Wo1 основного состояния записывается нами в виде

где m, h — масса вытесненной рыбой воды и расстояние между центрами тяжести и объема рыбы соответственно. Возмущение вытесненной воды представляет собой ее поступательное относительно рыбы движение. Собственная энергия такого возмущения записывается нами в виде

где u — скорость потока воды, идеализированная скорость вытесненной воды.

Когда имеет место соотношение

существующий баланс сил тяжести и выталкивающей делает для рыб равнозначным с точки зрения энергетических затрат любое направление плавания в пределах постоянного участка (экологи-

ческий факт). Превышение критической скорости u 1 приводит к горизонтальной подвижке вытесненной воды в направлении на поток относительно центра тяжести рыбы. Возникает пара уже названных сил с точками приложения, разнесенными вдоль рыбы. Произвольное плавание рыб в общем случае требует компенсации этого эффекта. В результате энергетически выгодным с учетом сохранения участка обитания становится направление на поток. Интересно, насколько справедлив сделанный вывод в целом, если имеющиеся данные о критических скоростях и геометрии рыб качественно согласуются с ним [13].

Дополнительные материалы

Специфика научной деятельности
Наука - это специфическая деятельность людей, главной целью которой является получение знаний о реальности. Знание - главный продукт научной деятельности, но не единственный. К продуктам науки можно отнести и научный стиль рационально ...

Стрела времени как совокупность принципиально различных представлений о времени в динамике процессов и в эволюции событий
Проблема времени вызывала интерес с глубокой древности. Во всяком случае с античных времён по сегодняшний день исследователи практически всех направлений уделяли понятию времени самое пристальное внимание. Пригожин И. в [Л-16] пишет: “М ...

Тепловой расчет автомобильного двигателя
На наземном транспорте наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания. Эти двигатели отличаются компактностью, высокой экономичностью, долговечностью и применяются во всех отраслях народного хозяйства. В настояще ...

Разделы

Электромагнитный импульс как оружие

История вопроса и современное состояние знаний в области эми.

Лабораторные стенды в учебном процессе

Обзор и сравнительный анализ существующих стендов.

Аспекты технического знания

Технический объект и предмет технических наук.

Сварка металлов плавлением

Классификация электрической дуговой сварки.

Распределение примесей в кремнии

Описание процесса зонной плавки и ее математическая модель.



Наука сегодня и вчера - www.anytechnic.ru