Мухобойка поднимает ветер

Наталья Резник

(), доцент Технологического института штата Джорджия (США);

2];

4].

Рис. 1. Слон помахивает хвостом, отгоняя насекомых. Насекомые на видеозаписи не видны, но исследователи полагают, что он машет не просто так [4]
Рис. 1. Слон помахивает хвостом, отгоняя насекомых. на видеозаписи не видны, но исследователи полагают, что он машет не просто так [4]
Рис. 2. Зависимость между массой тела животного и параметрами движения его хвоста [4]
Рис. 2. Зависимость между массой тела животного и параметрами движения его хвоста [4]

Рис. 3. Траектория полета комара при выключенном (А) и включенном (Б) вентиляторе. Начальное положение насекомого отмечено кружочком, конечное — звездочкой. На фотографии скорость включенного вентилятора — 3,8 м/с, движения — 6 Гц [4]

Исследователи рассчитали скорость ветра при разных скоростях вентилятора. Она уменьшается экспоненциально. При скорости вращения лопастей 3,8 м/с скорость воздушного потока в плоскости вентилятора такая же, на расстоянии 5 мм она равна 1,3 см/с и всего 0,004 см/с в одном сантиметре от движущихся лопастей. Неудивительно, что насекомые не ощущают ветра, пока не достигнут плоскости вращения лопастей.

Чтобы помешать посадке, скорость ветра должна быть сопоставима со скоростью полета насекомого. Средняя скорость комара около 0,3 м/с, максимальная — 1,4–1,8 м/с. Исследователи подсчитали, что скорости хвоста 0,85–1,17 м/с достаточно, чтобы отогнать половину комаров. Возможно, бы и сильнее махали, но им это может быть тяжело.

Если насекомое все-таки прорывается сквозь ветер и садится на кожу, из вентилятора превращается в мухобойку. Чтобы прихлопнуть кровопийцу, нужно приложить момент силы 10–100 Н×м. Животные охлопывают себя хвостами по бокам, при этом слон прикладывает момент силы 350 Н×м, сопоставимый с моментом седана «Хонда Аккорд». Взрослый человек весом 75 кг прыгая развивает момент 200 Н×м. Хвост жирафа весит не 11 кг, как у слона, а всего 3 кг, его момент составляет около 40 Н×м. Согласно расчетам, со времени, когда животное почувствует насекомое на своей коже, до того, как оно нанесет удар, пройдет 0,63–1,3 с. Этой скорости достаточно, чтобы прибить комара или муху до того, как они укусят.

Итак, хвост, работающий как и мухобойка, достаточно эффективно уничтожает насекомых и может служить прототипом защитного устройства. Дэвид Ху — не первый, кому пришла в голову идея отгонять комаров вентилятором. Некая фирма уже выпускает и продает двулопастной настольный вентилятор, который вращается в горизонтальной плоскости и позволяет спокойно готовить и есть на открытом воздухе, отгоняя мух и комаров. Исследователи протестировали его в своем стакане с комарами и нашли, что он не так эффективен, потому что потребляет больше энергии. И форму лопастей не мешало бы подправить. Справедливости ради отметим, что создатели прибора не планировали использовать его в таких условиях.

Все выкладки Дэвида Ху относятся к комарам и другим мелким насекомым, которые летают со скоростью около метра в секунду. Крупные мухи разгоняются до 8 м/с. Чем быстрее летит насекомое, тем менее эффективен хвост. Но в запасе у млекопитающих есть и другие техники: сокращение подкожных мышц, трясение головой и прядение ушами. А нам хотя бы с комарами для начала справиться.

Наталья Резник

  1. Комаров С. Механика мягкой силы // Химия и жизнь, 2017, № 6, сс. 38–40
  2. Резник Н. Успеть за 12 секунд // ТрВ-Наука, 2017, № 229, с. 15
  3. Химия и жизнь, 2012, № 12, с. 23
  4. Matherne M. E., Cockerill K., Zhou Y., Bellamkonda M., Hu D. L. Mammals repel mosquitoes with their tails // J. Exp. Biol. 2018, 221, jeb178905, doi: 10.1242/jeb.178905

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

См. также:

Подписаться
Уведомление о
guest
2 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Mikhail Kubantsev
Mikhail Kubantsev
2 года (лет) назад

Замечательные статьи про насекомых, вредителей и паразитов. Очень интересно показаны их взаимодействия с их жертвами.Спасибо,Наталья

Константин
Константин
2 года (лет) назад

Интереснее бы про слепней, от них даже на велосипеде на скорости до 40 км/ч не могу оторваться. Наверное и хвост тут не поможет.

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (5 оценок, среднее: 4,60 из 5)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: