Рухи китів

Кит

«Горизонтальний за своїм положенням хвіст кита діє відмінно від хвостів інших морських тварин. Він ніколи не виляє. Виляння – будь-то у людини, чи у риби – є ознака слабкості». Герман Мелвіл, американський письменник.

Так описується рух китового хвоста в «Мобі Діку», цій поетичній енциклопедії китового промислу. Але які б пояснення не давав Мелвіл вертикальним помахам хвоста, він, сам того не підозрюючи, звернув увагу читачів на саму істотну особливість китів. Бо в цій, на перший погляд, несуттєвій деталі виявляються майже всі ті якості, які обумовлюють надзвичайний стан китоподібних серед інших мешканців моря. Перш за все, вертикальні помахи китового хвоста ближче до рухів швидко рухомої собаки чи кішки, ніж до рухів риб і рептилій, що звиваються в горизонтальній площині. Бо китоподібні – це теплокровні ссавці, дихаючі легенями.

Зараз неможливо сказати, що змусило предків сучасних китів та дельфінів перебратися з суші на море. Але, як би там не було, ці тварини настільки добре пристосувалися до водного середовища, що по праву можуть вважатися володарями океанів. Дихання легенями і тепла кров дозволяють їм розвивати велику потужність і швидше відновлювати мускульну енергію. За підрахунками біологів, рибам, холоднокровним мешканцям моря, потрібно в кілька разів більший інтенсивний кисневий обмін, щоб зрівнятися з китами.

Кит

Потужність зобов’язує… На відміну від риб, у яких тяга створюється вилянням всього тіла, хвіст кита – його єдиний, але дуже досконалий рушій. Чотири групи м’язів, рівних яким не має жодна інша істота на планеті, тягнуться до лопат. «Вся безмірна сила кита як би злилася, зосередилася у нього в хвості». Ось чому видалення хвоста у кита або дельфіна повністю позбавляє їх здатності пересуватися, в той час як швидкість риб з ампутованим хвостовим плавником знижується ненабагато.

Гідродинамічно хвіст китів і дельфінів набагато досконаліше, ніж хвости риб. Лопаті мають велику поверхню, роблять 1-2 коливання в секунду і відкидають назад величезні маси води. Тонка «ніжка» хвоста обтічна і відчуває незначний опір при поперечному русі у воді.

Дельфіни і кити забезпечені не тільки самими потужними двигунами, вони володіють і відмінними гідродинамічними обводами. Форма їх тіла майже збігається з еліпсоїдом, у якого довжина в 4-6 разів більше діаметру. Цікаво, що більше подовження призводить до збільшення опору тертя, а менше – до зростання опору форми.

До сих пір ми говорили одночасно і про китів і про дельфінів, оскільки між ними, дійсно, багато спільного. Але не можна забувати і про величезні відмінності: кит в десять разів більше дельфіна. А якщо згадати, що великим рибам легше плисти у воді, ніж малим, – принцип, давно відомий суднобудівникам, – то різниця в розмірах повинна привести і до різниці в швидкостях. Дійсно, з законів механічної подоби випливає, що чим більша риба, тим менша потужність на тонну ваги потрібна їй для досягнення даної швидкості. Наприклад, щоб плисти зі швидкістю 15 кілометрів на годину 4-кілограмовій морській щуці потрібна в перерахунку на тонну ваги потужність в 26 кінських сил. А 2-кілограмовій – вже 53 кінських сили.

горбатий кит

З цієї залежності слід було б очікувати, що великі кити виявляться самими швидкохідними морськими тваринами. Численні непрямі дані підтверджують це припущення. Відомий випадок, коли загарпунений блакитний кит тягнув зі швидкістю 13 кілометрів на годину китобійний човен, машини якого працювали повним ходом назад!

Бажаючи перевірити ці відомості, англійський корабельний інженер Р. Гоун спорядив спеціальний човен для вимірювання швидкості китів. Його цифри свідчать про те, що принаймні протягом 10 хвилин гігантський блакитний кит може мчати зі швидкістю 36 кілометрів на годину. Але, спробувавши визначити потужність, необхідну для такої швидкості, Гоун отримав несподівані результати.

Пряме вимірювання потужності плаваючої риби – завдання не просте. Тому Гоуну довелося знову вдатися до непрямих оцінок. Загальну потужність тварини легко обчислити, знаючи повну вага і потужність одного кілограма м’язів. Можна вчинити інакше – зробити розрахунок потужності, вимірявши швидкість і тягу, що розвиваються твариною. Звичайно, потужність, обчислена за обома методами, повинна бути однією і тією ж. Однак у Гоуна потужність, обчислена за другим методом, виявилася рівною 520 кінським силам, а по першому – 1080!

Аналогічні розрахунки для дельфінів дали ще більшу розбіжність. Так виник «парадокс Грея», що згадується в одній з наших минулих статей.

Автор: Герман Смирнов.

P. S. О чем еще говорят британские ученые: о том, что в последнее время киты и дельфины занимают не только ученных, но и маркетологов и прочих рекламщиков, так как их все популярнее становится использовать в качестве логотипов и прочей рекламной продукции аля вывески, баннеры, все что вы можете найти на сайте http://vs-smol.ru/vyveski-bannery-obyomnye-bukvy.htm.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *