Kosár

A kosár jelenleg üres

Bejelentkezés &
Regisztráció

Jelenleg nincs belépve.

Válassza ki az oldal nyelvét

TERMÉKEINK

iPon FÓRUM

iPon Cikkek

A lövőhal és a fizika

  • Dátum | 2013.12.08 08:01
  • Szerző | Jools
  • Csoport | EGYÉB

A lövőhalfélék az élővilág legérdekesebb élőlényei közé tartoznak. A víz felszíne alatt várakoznak, amíg egy rovar leszáll a felettük található növényre, majd egy hihetetlenül pontos lövéssel vizet fecskendeznek rá. A rovar belepottyan a vízbe, a hal pedig bekebelezi azt. Az lövőhalak vadászati módszere egészen valószerűtlennek tűnik, a természet azon jelenségeinek egyike, amelyről el sem hinnénk, hogy létezhet, amennyiben nem látnánk a saját szemünkkel.

A lövőhalfélék családjába hét édesvízi faj tartozik, amelyek mindegyike az előzőekben ismertetett módon ejti el zsákmányát. Ami talán még meglepőbb az egészben, a stratégia meglepően hatásos: a halak rendkívül pontosan céloznak, és egy tizedmásodperccel a sikeres találat után máris azon a helyen várakoznak, ahol az áldozat röviddel később a vízbe csobban. Ahogy mélyebben belegondolunk a problémába kiderül, a sikeres vadászathoz az állatoknak még a vártnál is jóval több különféle faktorral kell tisztában lenniük.



Először is, amikor a hal aktiválja „beépített vízipisztolyát” szemei a víz alatt vannak, vagyis a célzás során a fény felszínen való törését is figyelembe kell vennie, és ennek megfelelően korrigálnia lövését. A korrekció mértéke ráadásul egyáltalán nem elhanyagolható: ha a kiszemelt rovar 45 fokos szögben látszik, 25 fokkal kell módosítani a lövés szögét, hogy ténylegesen eltalálja a célpontot, vagyis gyakorlatilag teljesen máshová kell célozni, mint ahol a leendő zsákmány látszik.

Ez azonban nem minden: a lövés a Föld gravitációjának köszönhetően nem egyenes pályát ír le, hanem enyhén ívelten halad, amit a célzásnál szintén számításba kell vennie a halnak. A kívánt korrekció mértéke ebben az esetben sem apró, és ahogy az alábbi ábrán látható, részben a rovar és a hal pozíciója közti magasság függvényében változik. Amennyiben a rovar 10 centiméterrel a vadász fölött helyezkedik el 0−2 centiméter közti lövedéksüllyedéssel kell számolni, vagyis ennyivel alacsonyabban fog célba érni a vízsugár ahhoz képest, mintha tökéletesen egyenesen repülne. Ha a magasságkülönbség 30 centiméter, a süllyedés 2−15 centiméter közt alakul, vagyis a lövőhalnak minden esetben egy komplikált fizikai feladványt kell megoldania, és ennek alapján megválasztani a sikert legnagyobb eséllyel biztosító lövési szöget és sebességet.



A meglepetések sorának azonban korántsincs vége, ami a lövőhalak vadászati technikáját illeti. Alberto Vailati, a Milánói Egyetem folyadékdinamika professzora behatóan tanulmányozta, hogy mi történik a kispriccelt vízzel a célpont eléréséig. Az alább látható nagysebességű kamerával készült felvételt megvizsgálva kiderül néhány nagyon érdekfeszítő dolog. A lövés 4 századmásodperc alatt ér célba, vagyis tizedannyi idő alatt, mint egy gyors pislantás. Még izgalmasabb azonban a konkrét sebességadatok vizsgálata: míg a vízsugár elejének sebessége az út első felében 2,88 m/s-nak adódik, az út második felében már 3,27 m/s-ot lehet mérni.

A vízsugár tehát gyorsul: ahogy egyre magasabbra ér, egyre nagyobb sebességet vesz fel. Ez pedig példátlan jelenség, ha bármilyen más lövedékkel hasonlítjuk össze, legyen az egy felfelé elhajított kosárlabda vagy egy puskagolyó. Ezek ugyanis a gravitáció, illetve a közegellenállás hatására egytől egyig lassulni fognak.


Hozzászólások

Nem vagy bejelentkezve, a hozzászóláshoz regisztrálj vagy lépj be!

Eddigi hozzászólások:

  • 10.
    2013. 12. 12. 07:57
    spdrfx nesze.. -persze hogy a hüllők s csak utána a madarak ez az evulucio fejlodesi menete. Egyfajta hanyagság a szaporodásban. Archeopteryx Innentől kezdve volt a tyúk és a tojás
  • 9.
    2013. 12. 11. 17:01
    tyúk/tojás problémára van megoldas, a tojas volt elobb.

    A dinok tojassal szaporodtak
  • 8.
    2013. 12. 11. 11:03
    Nem annyira tetszik hogy a célzás lehetetlen és megtanulhatatlan feladatnak van beállítva.
    A mi szemszögünkből nézve a halnak 25%-os fényelhajlást kell kompenzálnia, de az ő szemszögéből a fényelhajlás nem számít. Neki csak az fontos, hogy jobbra-balra vagy fölé-alá ment mellé.
    Ami számít, hogy 10 centivel fentebbről mások a fénytörések, mint 10 centivel lentebbről, de ha a saját mélységén nem változtat, akkor ez a probléma nem jelentkezik.

    Lő egyet, és megnézi, fölé vagy alá ment a rovarnak. Lő még egyet és újra megnézi. 1000 lövés után halálpontos lesz és a fényelhajlás automatikusan beleszámítódik a tanulás során.

    Lehet, ha a hal meg tudná nézni kívülről is, a lövésének az eredményét, akkor elcsodálkozna, hogy a valóságban mennyivel magasabbra repül, mint amennyire ő gondolná, hogy menni fog, de ez a nézőpont mind a vadászat, mind a hal szempontjából lényegtelen.
  • 7.
    2013. 12. 10. 17:53
    Avisto - erre csak a tyúk/tojás probléma megoldása után fogsz választ kapni!
  • 6.
    2013. 12. 09. 19:48
    Ne kezdjük!
  • 5.
    2013. 12. 09. 16:21
    Például úgy hogy nem eleve így jelent meg hogy csak és kizárólag így szerez táplálékot. Más halak se halnak éhen, valószínűleg ennél is eleinte nem lehetett kizárólagos ez a módja az élelemszerzésnek.
    Engem az a része érdekelne inkább hogy hogy a rossebbe jutott eszébe egy halfajnak hogy elkezdjen a vízből kifelé köpködni
  • 4.
    2013. 12. 09. 15:00
    Ezt hogy lehet megmagyarazni az evolucio elmeleten belul?

    Ugy ertem, ez egy olyan taplalekszerzesi forma, amit mar elso alkalommal 100%-osan tokeletesen kell csinalni, hogy mukodjon. Nincs benne hely a hibanak, a folyamatos fejlodesnek, mert a legkisebb hiba eredmenytelensegre vezet, vagyis az illeto hal elveszitene minden elonyet a tobbiekkel szemben.
  • 3.
    2013. 12. 09. 14:23
    Lord, szerintem az általad leírtak elég egyértelműek a fenti cikkből. Jó amit írtál, csak nekem jelen esetben feleslegesnek tűnik.
    Helbikával pedig egyetértek, szerintem is az egyik legjobb tudományos cikk itt az iponon, köszönjük!
  • 2.
    2013. 12. 08. 12:53
    Egy aprócska észrevétel: a fluid dynamics magyarul áramlástannak felel meg.

    A folyadéksugár valóban gyorsul, de nem ok nélkül. A halnak egyre nagyobb sebességgel kell a vízsugarat köpnie, hogy az említett torlódás jelensége lére jöjjön. Tehát a később elinduló folyadékrészecskék nagyobb sebességgel kell, hogy mozogjanak, hogy egyáltalán elérjék a sugár elejét. Ezzel azt éri el a hal, hogy egy nagy folyadékcseppet képez elől. Így az első csepp kinetikus energiája megnő: a csepp tömegének növelésén keresztül. Így éri el azt, hogy a becsapódáskor igen tekintélyes impulzusa legyen a lövedékének. A felületi feszültség hatása és az apró zavarások csak a cseppképzésben segítenek, az ezekből származó erőhatás elhanyagolható teljesen a mozgás szempontjából.

    Egyébként ez a folyamatos gyorsítás már rég alkalmazásra került napjainkban is: a rakéták így működnek. A közegellenállásból származó erőnél nagyobbnak kell lennie a tolóerőnek, így kapunk gyorsulást. Ami a rakétában a kiáramló közeg által biztosított tolóerő, az ebben az esetben maga a hal, az állít biztosítja a ezt a gyorsítást a víz folyamatosan növekvő sebességgel való kipréselésével.

    Egyébként félreértés ne essék: a folyadék mozgási energiája csak a folyamatosan gyorsított sugár miatt növekszik, utána viszont csökken a közegellenállás hatásának megfelelően.
  • 1.
    2013. 12. 08. 12:53
    Eddig talán ez volt a legérdekesebb cikkek egyike, amit valaha is olvastam: részletes, nem mindent magyaráz meg, fennhagyva az esélyt az utánaérdeklődésnek és középiskolás fejjel is érthető. Köszönöm!