21:29 2023-02-07
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Fizica pinguinilor: Înțelegerea mecanismelor manevrelor de întoarcere subacvatice la pinguini
_ Fizica pinguinului: înțelegerea mecanismelor a manevrelor de viraj subacvatice la pinguini
Pingguinii constituie o familie fascinantă de păsări fără zbor, care, deși oarecum stângace pe uscat, sunt înotători extrem de talentați. Manevrabilitatea lor incredibilă în apă i-a captivat pe biologi de zeci de ani, primele studii hidrodinamice asupra înotului lor datând din anii 1970.
Deși câteva studii rare au clarificat unele dintre fizica. în spatele dexterității pinguinilor, cei mai mulți dintre ei s-au concentrat mai degrabă pe înotul înainte decât pe întoarcere. Deși s-ar putea argumenta că studiile existente asupra mecanismelor de întoarcere ale păsărilor zburătoare ar putea arunca o lumină asupra acestui subiect, apa este de 800 de sute de ori mai densă decât aerul și, prin urmare, mecanismele de întoarcere folosite sunt probabil foarte diferite între aceste medii.
< În efortul de a reduce această lacună în cunoștințe, o pereche de oameni de știință japonezi de la Institutul de Tehnologie din Tokyo (Tokyo Tech), inclusiv profesorul asociat Hiroto Tanaka, au efectuat recent un studiu. Scopul principal al acestei lucrări, care a fost publicată în Journal of Experimental Biology, a fost de a obține o mai bună înțelegere a cinematicii tridimensionale (3D) și a forțelor hidrodinamice care le permit pinguinilor să se întoarcă sub apă.Folosind o duzină. sau mai multe camere subacvatice, cercetătorii au înregistrat două sesiuni de pinguini gentoo (Pygoscelis papua) înotând liber într-un rezervor mare de apă la Nagasaki Penguin Aquarium, Japonia. Apoi, datorită unei tehnici numite transformare liniară directă 3D, ei au reușit să integreze date din toate filmările și să efectueze analize detaliate de mișcare 3D urmărind diferite puncte de pe corpurile și aripile pinguinilor.
Înarmați cu acestea. date, cercetătorii au stabilit apoi un model matematic 3D al corpului pinguinilor. Acest model a acoperit orientarea și unghiurile corpului, diferitele poziții și mișcări ale aripilor în timpul fiecărei mișcări, parametrii cinematici asociati și forțele hidrodinamice și diverse metrici de viraj. Prin analize statistice și comparații cu datele experimentale, cercetătorii au validat modelul și au obținut o perspectivă asupra rolului aripilor și al altor mișcări ale corpului în timpul întoarcerii.
Principalele constatări ale studiului au fost legate de modul în care pinguinii generează forța centripetă pentru a le asista în virajele. Ei reușesc acest lucru, parțial, menținând înclinarea spre exterior, ceea ce înseamnă că își înclină corpul astfel încât burtica lor să fie orientată spre interior. În virajele cu putere - cele în care pinguinul bate din aripi - majoritatea schimbărilor de direcție au loc în timpul cursei în sus, în timp ce împingerea înainte are loc în timpul cursei în jos. În plus, se dovedește că pinguinii își bat din aripi cu o anumită asimetrie în timpul virajelor cu putere.
„Am găsit diferențe contralaterale în mișcarea aripii; aripa din interiorul virajului devine mai ridicată în timpul cursei în sus decât celălalt”, explică conf. univ. Prof. Tanaka, „Calculele aproape stabile ale forțelor aripii au confirmat că această asimetrie în mișcarea aripii cu înclinarea spre exterior contribuie la generarea de forță centripetă în timpul cursei în sus. întoarcerea.”
În general, aceste descoperiri contribuie la o mai bună înțelegere a modului în care pinguinii se întorc atunci când înoată, ceea ce este relevant atât din punct de vedere biologic, cât și din punct de vedere ingineresc. Cu toate acestea, conf. univ. Prof. Tanaka remarcă că aceste descoperiri aduc o singură piesă în puzzle: „Mecanismele diferitelor alte manevre la pinguini, cum ar fi accelerația rapidă, înclinarea în sus și în jos și săritul din apă, sunt încă necunoscute. Studiul nostru servește ca baza pentru înțelegerea ulterioară a manevrelor mai complexe.”
Comentarii:
Adauga Comentariu