Д окато най-бързият човек на планетата достига скорост от 10 км/ч във водата, а най-бързата подводница – 80 км/ч, то рибата меч съвсем спокойно достига 100 км/ч по време на лов.

Как рибите плуват толкова бързо?

Този на пръв поглед семпъл въпрос тормози научната общност повече от пет десетилетия. През 2018 г. екипът на Тингю Мин от Изследователския център за компютърни науки в китайската столица Пекин дава отговор на този въпрос, изработвайки най-достоверния до този момент модел за движението на рибите.

До тогава общността била разделена между две основни теории.

Първата е предложена през 1952 г. от физика Джефри Тейлър, а втората – през 1960 г. от математика Джеймс Лайтхил. Ключовата разлика между двете се състои в генерираната от животното сила, която според авторите на тези теории обяснява механизма на самото плуване.

Според Тейлър тази сила е съпротивителна, която действа в обратна посока на движение на тялото, но пък е директно свързана със скоростта. Според Лайтхил става дума за реактивна сила, която действа в обратна посока на силата на действие и има общо с ускорението. Тази разлика може и да изглежда минимална, но е ключова за разбирането на движението на рибите и неговото изкуствено възпроизвеждане.

Теорията на Тейлър, още позната като теорията на съпротивителната сила, смята, че импулсът произлиза от интеракцията между повърхността на тялото на рибата с водата. Водата е вискозна течност и поради това тя предизвиква съпротивление на движението. Идеята на Тейлър е, че кожата на рибата, която е разделена на много дребни сегменти, генерира съпротивление, но, тъй като всеки един сегмент предизвиква раздвижване на водата, съпротивлението е по-голямо в перпендикулярна посока на тялото отколкото успоредно на него. Резултатът е импулс в успоредна посока, тоест направо.

Теорията на Лайтхил е малко по-сложна. Нека си представим една топка, която се движи под водата. Вискозитетът на водата в този случай предизвиква появата на малки блокчета течност, които се влачат, образувайки вихри, които пък се движат в обратна посока на тази, в която се мести топката. Вследствие на това ставаме свидетели на явление, познато от динамиката на течностите като улицата от вихри на Карман. В една естествена среда биха се появили много и различни по размер вихри.

В този модел вихрите се въртят по следите на топката, генерирайки сила или импулс, така че тя се помества. Във физиката съществува закон, който гласи, че в една затворена система (в която не действат външни сили) сумата от линейните импулси е винаги константа. Поради тази причина, за да се запази общото количество на линейните импулси, тази сила се извлича от самото изместване на топката, което я кара да губи скорост.

Това е причината подводниците да се нуждаят от мощни ядрени двигатели, за да могат да се движат с висока скорост на големи разстояния, преодолявайки вискозитета на водата. Рибите обаче са способни да се възползват от същия този принцип в своя полза. С помощта на опашката си те променят позицията на вихрите и по този начат генерират сила в обратната посока на движението си. Резултатът е сила, която „побутва“ рибата като един двигател, формиран от комбинираното действие на малките вихри. Този тип сила е позната в науката като реактивна сила.

Източник: istock/GuliverImages

За да проверят коя от двете теории е по-достоверна, Тингю Мин и неговият екип създават триизмерен компютърен хидродинамичен модел за две риби: плувци от типа на змиорките и плувци от типа на скумрията и рибата тон. Първият тип огъва цялото си тяло, докато се движи, докато вторият вид огъват само задната си половина. Екипът използва реални данни за движението на рибите за изработката на своите модели и по този начин пресмята генерираната сила за всеки един от видовете.

Този толкова прецизен модел показва, че и двете теории са верни: според вида риба и включително според частта на тялото на рибата, върху която се фокусираме, важи описанието на едната или другата теория. Например, и за скумрията, и за змиорката, съпротивителните сили са най-важни в средата на тялото, но реактивните сили са решаващи в близост до опашките.

Изследването на китайските учени показва, че придвижването на рибите е много по-сложно от това, което сме предполагали, и то е също толкова трудно да бъде възпроизведено по изкуствен начин. Въпреки че изследванията в тази насока са все още в начална фаза, те са една добра теоритична основа за бъдещето развитие на по-бързи подводници и на по-ефикасни подводни превозни средства, които да направят изследването на океаните не толкова инвазивно и замърсяващо околната среда.

Обратно в сайта X

ДОСТЪП ЗА ЛОГНАТИ ПОТРЕБИТЕЛИ За да пишете, оценявате или докладвате коментари, моля логнете се в профила си.

  1. Запомни ме
забравена парола Полетата маркирани с * са задължителни
Полето Потребителско име не трябва да е празно.
Полето E-mail не трябва да е празно.
Полето Парола не трябва да е празно.
Полето Повторете паролата не трябва да е празно.
  1. Декларирам, че съм се запознал с Общите условия за ползване на услугите на Нетинфо.
Полетата маркирани с * са задължителни
Доживотен затвор за убиеца на жена в "Младост"

Доживотен затвор за убиеца на жена в "Младост"

България Преди 20 минути

Той беше подсъдим за блудство и убийство в изборната нощ през 2024 г.

Ново развитие за пребитото момиче в Долна Кремена

Ново развитие за пребитото момиче в Долна Кремена

България Преди 2 часа

На пострадалата са причинени кръвонасядане на ушна мида и оток в областта на челото

Костадинов нападна грубо Йотова заради ветото

Костадинов нападна грубо Йотова заради ветото

България Преди 2 часа

Той я нарече „секретарка“ на президента Румен Радев

Разкриха причината за смъртта на звездата от „Страшен филм“ Джейн Трка

Разкриха причината за смъртта на звездата от „Страшен филм“ Джейн Трка

Свят Преди 3 часа

През декември 2025 г. стана ясно, че Трка е била открита в безпомощно състояние в дома си в Сан Диего

„Тя го плени“: Истинската любовна история на Джон Кенеди-младши и Каролин Бесет

„Тя го плени“: Истинската любовна история на Джон Кенеди-младши и Каролин Бесет

Любопитно Преди 3 часа

Почти три десетилетия след трагичната им смърт историята им продължава да вълнува, да разделя мнения и да напомня колко разрушителна може да бъде славата, когато се намеси в най-интимното

Откриха голяма сума фалшиви евро у мъж в Златна Панега

Откриха голяма сума фалшиви евро у мъж в Златна Панега

България Преди 3 часа

Качеството на фалшификатите е изключително високо

<p>Йотова върна изборните промени: Лимитът от 20 секции е &bdquo;препятствие от процедурно естество&ldquo;</p>

Президентът наложи вето върху промените в Изборния кодекс, които ограничават гласуването в чужбина

България Преди 3 часа

Президентът наложи вето върху ограниченията за броя на изборните секции извън Европейския съюз, определяйки ги като дискриминационна бариера пред правото на глас

<p>Орбан взриви ЕС: Планът за Украйна е обявяване на война срещу Унгария</p>

Орбан: Планът на ЕС за членството на Украйна е обявяване на война срещу Унгария

Свят Преди 3 часа

Унгарският премиер атакува Брюксел и Киев за ускореното членство на Украйна и предупреди, че искат да свалят правителството му преди ключовите избори през април

Ученик откри стрелба в техникум в Русия, жертва и ранени

Ученик откри стрелба в техникум в Русия, жертва и ранени

Свят Преди 3 часа

Мотивът за действията на задържания се разследва

Започна мисията "Арктически страж" на НАТО срещу Русия

Започна мисията "Арктически страж" на НАТО срещу Русия

Свят Преди 4 часа

Тя ще координира увеличаващото се военно присъствие на съюзниците

Белият дом изтри публикация на вицепрезидента Ванс за арменския геноцид

Белият дом изтри публикация на вицепрезидента Ванс за арменския геноцид

Свят Преди 4 часа

Публикацията за признаване на масовото избиване от 1915 г. предизвика критики и бе определена като "отрицателен акт" от Арменския национален комитет на Америка

Ново разследване поставя под въпрос версията за смъртта на Кърт Кобейн

Ново разследване поставя под въпрос версията за смъртта на Кърт Кобейн

Свят Преди 4 часа

Фронтменът на Nirvana почина на 5 април 1994 г. в дома си в Сиатъл, на 27-годишна възраст, след самонанесена огнестрелна рана

Лили Иванова бе удостоена със „Златна лаврова клонка“ на МВнР

Лили Иванова бе удостоена със „Златна лаврова клонка“ на МВнР

България Преди 4 часа

Почетният знак е най-високото отличие на МВнР

Изненадващи данни за еврото и инфлацията в България

Изненадващи данни за еврото и инфлацията в България

България Преди 4 часа

За последните 5 години инфлацията в над 40%

Медицинска сестра: „Преди смъртта си всички пациенти казват едно и също“

Медицинска сестра: „Преди смъртта си всички пациенти казват едно и също“

Свят Преди 5 часа

Според медицинската сестра няма значение какво лекарство се дава, какви предпазни мерки се предприемат или какви процедури се извършват