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
<p>Почитаме 20 000 изгорени мъченици, какви са обичаите днес</p>

Почитаме 20 000 изгорени мъченици, какви са обичаите днес

България Преди 2 часа

Според поверията днес се канят гости

Почивни и празнични дни през 2026 г. - най-добрите комбинации за отпуск

Почивни и празнични дни през 2026 г. - най-добрите комбинации за отпуск

България Преди 3 часа

Какво ни очаква в календара за 2026 г. - колко дни ще работим и колко ще почиваме. Никога не е прекалено рано да започнем, да планираме следващата отпуска

Най-необикновените къщи по света, които очароват туристите

Най-необикновените къщи по света, които очароват туристите

Любопитно Преди 3 часа

Танцуваща къща, Крива къща, Сграда с кошници, Сграда „Горска спирала“ , Фюзелажна къща на Boeing 727 са част от шедьоврите, често пренебрегващи прави ъгли и познати форми, които се превръщат в задължителни атракции за туристите

5 духовни причини, поради които виждате змии в сънищата си

5 духовни причини, поради които виждате змии в сънищата си

Любопитно Преди 3 часа

В различни култури – от хиндуизма до тези на коренните американци – змията винаги е била същество с дълбоко духовно значение, символизиращо всичко – от трансформация и прераждане до скрити страхове

<p>Колко алкохол е твърде много през празниците?</p>

Колко алкохол е твърде много през празниците, според експерт

Любопитно Преди 3 часа

Празниците наближават, а с тях и поводите за едно питие, или пет

Макрон: Руските удари по Киев показват липса на мирни намерения

Макрон: Руските удари по Киев показват липса на мирни намерения

Свят Преди 12 часа

В разговор със Зеленски Макрон подчерта „контраста“ между „желанието на Украйна да изгради траен мир и решимостта на Русия да продължи войната, която тя започна“

Дъщерята на Гордън Рамзи се омъжи за олимпиеца Адам Пийти

Дъщерята на Гордън Рамзи се омъжи за олимпиеца Адам Пийти

Любопитно Преди 13 часа

Дъщерята на Гордън Рамзи – Холи, се омъжи за олимпийския шампион по плуване Адам Пийти на церемония в абатството Бат, сред известни гости като семейство Бекъм, а самият Рамзи я отведе до олтара и сподели, че „не би могъл да бъде по-горд баща“

Зимна буря удари Швеция: Мъж загина, 40 000 домакинства са без ток

Зимна буря удари Швеция: Мъж загина, 40 000 домакинства са без ток

Свят Преди 13 часа

Студеното време също така е причинило широко разпространени транспортни проблеми

Зеленски пристигна в Канада

Зеленски пристигна в Канада

Свят Преди 13 часа

Украинският президент ще се срещне с министър-председателя на страната Марк Карни

2025 – година на политическа нестабилност, протести и европейски успехи за България

2025 – година на политическа нестабилност, протести и европейски успехи за България

България Преди 14 часа

Преглед на ключовите събития, белязали страната през изминалата година

Путин посети команден пункт на руските сили в Украйна

Путин посети команден пункт на руските сили в Украйна

Свят Преди 14 часа

По време на срещата на Путин е било докладвано, че руските сили са установили контрол над градовете Гуляйполе в Запорожска област и Мирноград в Донецка област

Камила Кабело отново става хит с легендарното си „куисмойс“ – ето как започна всичко

Камила Кабело отново става хит с легендарното си „куисмойс“ – ето как започна всичко

Любопитно Преди 15 часа

Четири години след коледния си гаф в Белия дом, Камила Кабело отново става хит заради необичайното произнасяне на „Коледа“ – "куисмойс", превърнало се в интернет феномен, който певицата вече приема с чувство за хумор

Земетресение от 7 по Рихтер разтърси Тайван

Земетресение от 7 по Рихтер разтърси Тайван

Свят Преди 16 часа

Към момента няма информация за пострадали или разрушения и не е обявена заплаха от цунами

„Хотелът на обречеността“ в Пхенян планира да отвори врати след 4 десетилетия

„Хотелът на обречеността“ в Пхенян планира да отвори врати след 4 десетилетия

Любопитно Преди 17 часа

Хотел „Рюгьонг“ в Пхенян е най-високата сграда в Северна Корея – 150 етажа и 330 метра височина, а пирамидалната му форма е позната на целия свят като символ на незавършените амбиции на страната

Столична община удължи договорите за чистота в девет района

Столична община удължи договорите за чистота в девет района

България Преди 18 часа

"Поредният заявен „апокалипсис“ се отлага", написа кметът на София във Facebook