Как летают птицы — особенности пернатых и механизм работы крыла

Как летают птицы

У птиц красивые перья и прекрасные песни, которые приносят радость и удивление нам, людям. И полет-это особенность, которая, вероятно, захватывает человеческое воображение больше, чем что-либо другое. На протяжении тысячелетий люди наблюдали за птицами в небе и мечтали, чтобы мы тоже могли летать. Но как же летают птицы? Как им это удаётся?

Существует почти столько же способов летать, сколько видов птиц. Альбатросы скользят и парят с вытянутыми длинными узкими крыльями, иногда оставаясь в воздухе часами без единого взмаха крыльев. Колибри, с другой стороны, ни на секунду не могут успокоить свои крылья в полете. Дятлы совершают стремительный полет, вороны летят по прямой, а ласточки мечутся и вьются во все стороны.

Над этим размышляли великие умы


Исаак Ньютон-ученый, который первым понял, что гравитация-это сила, действующая между двумя объектами, которая притягивает их друг к другу. Чем большей массойобладает объект, тем больше он притягивает к себе другие предметы. Самый большой объект на земле-это сама планета, поэтому гравитация притягивает все к центру земли. 

Если гравитация тянет все вниз, почему гелиевые шары поднимаются вверх?

Как летают птицы 4

Гравитация притягивает и птиц тоже. Но как же тогда птицы летают? Чтобы свести к минимуму воздействие силы тяжести, птицы приспособлены быть как можно более легкими. Вот некоторые приспособления , которые помогают сделать птиц легкими: 

  • Полые кости 
  • Перья 
  • Дети не растут и не развиваются в телах матерей. Они развиваются в яйцеклетках вне тел своих матерей.

Птицы едят продукты с очень высоким содержанием полезных калорий, поэтому они получают как можно больше калорий из небольшого количества пищи. Семена, фрукты и мясо (от добычи) являются основными продуктами питания для птиц. Практически ни одна птица (за исключением хоацина, который живет в Южной Америке) не ест листья, на переваривание которых уходит много времени. Их эффективное пищеварение позволяет птицам очень быстро избавляться от бесполезного веса. 

У птиц нет мочевых пузырей. Птица мочится, как только это необходимо, избавляясь от бесполезного веса. И это, опять же, важный момент, когда речь заходит о том, как летают птицы.

Размах крыльев

Птицы-не единственные животные, которые летают. Летает огромное количество насекомых, а также несколько позвоночных. Летучие рыбы и белки-летяги могут взлетать и скользить по воздуху на довольно большие расстояния, а летучие мыши очень хорошо приспособлены для настоящего полета. Но в мире не так много видов летучих мышей, как птиц. 

Как летают птицы 5




Почему крылья птицыболее приспособлены к полету, чем крылья летучей мыши?

Грудь птицы имеет форму киля для прикрепления мощных мышц крыльев. Кости крыльев птицы удивительно малы по сравнению с размером крыла. Все кости и мышцы крыла находятся спереди и покрыты перьями, которые защищают и обтекают крыло. Настоящие маховые перья прикреплены к крылу в маленьких ямках в костях.

Как летает птица? В этом ее предназначение

Крылья птиц-не единственная часть их тела, предназначенная для полета. Почти каждая часть тела птицы специально приспособлена для того, чтобы помочь птице летать. Центр тяжести птицы это точка равновесия между ее двумя крыльями и между его головой и хвостом. 

Если бы можно было идеально поддерживать птицу прямо в центре ее тяжести, не дергаясь, птица не накренилась бы ни в каком направлении. Что ещё нужно для того, чтобы птица хорошо летала? Как она это делает?

Она должна иметь большую часть своего веса в центре тяжести и очень мало веса перед ним или позади него. Их тела обладают множеством специальных приспособлений, помогающих достичь этого. Некоторые из них описаны здесь:

У птиц нет зубов или носа, которые тяжелы и были бы слишком далеко вперед. Чтобы перемолоть пищу, у их желудков есть желудок рядом с их центром тяжести. Они используют рот и ноздри, расположенные на верхней части их легкого клюва, чтобы дышать. (Их ноздри также используются для обоняния. В старых книгах о птицах говорится, что большинство птиц не чувствуют запаха, но современные исследования доказывают, что многие птицы имеют хотя бы какое-то обоняние. В итоге, один из ответов на вопрос, как летают птицы — у них нет лишнего веса. У них вообще ничего лишнего нет.

Их кости хвоста и крыльев очень короткие, прикрепленные иногда к длинным (но всегда 

очень легким) перьям. 

Легкие птицы не наполняются большим количеством воздуха, как у нас. Все легкие позвоночных (включая птичьи) должны быть расположены рядом с сердцем. Наши огромные легкие, расположенные в груди , прекрасно работают для нас, но птицам нужны самые тяжелые органы в груди. Таким образом, их легкие, которые могут удерживать очень мало воздуха, плоские и прилегают к задним ребрам. 

Воздух , которым дышат птицы, проходит через легкие в большие воздушные мешки, похожие на воздушные шары, которые заполняют большую часть их нижней части живота, позади их центр тяжести. Когда они выдыхают, воздух проходит обратно через легкие через разные проходы. Их легкие ОЧЕНЬ эффективно выводят кислород (в котором они нуждаются в большом количестве), когда потоки воздуха входят и выходят.

Как летают птицы 4

Цель для исследователей

Многие люди путают цапель и журавлей. Понаблюдайте, как они летают, и вы увидите подсказки: цапли вытягивают шею в изгиб, пока летят. Журавли летят, вытянув шею. Как вы думаете, почему эти два семейства птиц летают по-разному? ПОДСКАЗКА: подумайте о различных продуктах, которые они едят, и о том, как они их ловят, и не забывайте об их центре тяжести!

Немного из аэродинамики


  • Чтобы летать, птица должна выполняить четыре пункта:
  • подняться в воздух 
  • оставаться там так долго, сколько нужно 
  • двигаться в том направлении, в котором необходимо
  • возвратиться в целости и сохранности 

Её крылья помогают выполнять все эти задания. Давайте подробно рассмотрим, как летают птицы.


Как летают птицы 2

Поднимается в воздух

Птицы есть много разных способов взлететь. Некоторые, как гагары, бегут навстречу ветру, и порыв воздуха под их крыльями поднимает их вверх. Другие, такие как тупики и сапсаны, прыгают со скал и других высоких насестов. Трубные стрижи просто отпускают свою трубу или другой вертикальный насест и падают в воздух. Взмахи крыльев колибри настолько мощные, что они могут подниматься прямо с места , не прыгая. Певчие птицы, журавли и многие другие виды прыгают вверх на сильных ногах, хлопая крыльями, и вот они идут. 

Мы, люди , могли бы попробовать прыгать и размахивать руками или бежать на сильном ветру, но мы не улетим далеко от земли! Причина, по которой птицы могут это делать, заключается в особой форме их крыльев. Кости птичьего крыла спереди покрыты гладким слоем перьев, которые сужаются к задней части. 

Как же все таки летают птицы? В чем суть процесса? Задняя часть крыла представляет собой всего лишь один слой маховых перьев. Люди, изучающие аэродинамику, говорят, что крыло имеет такую форму, чтобы служить аэродинамическим профилем. Когда воздух направляется прямо к аэродинамическому профилю (обращенному прямо к ветру или быстро поднимающемуся в воздух), специальная форма заставляет воздух течь быстрее поверх крыла, чем под ним. 

Чем быстрее воздух вверху, тем ниже давление (как бы всасывая птицу), в то время как более медленный воздух внизу повышает давление (подталкивая птицу вверх). Эти силы, поднимающие птицу, называются ПОДЪЕМНОЙ СИЛОЙ, которая заставляет птицу подниматься вверх!

Попробуй Это!


Чтобы увидеть, как работает аэродинамический профиль, поднесите узкую полоску бумаги ко рту и подуйте сверху. Воздух наверху движется быстрее, чем внизу, и бумага поднимется. Работает ли это с большим листом бумаги? Почему или почему нет?

Как летают птицы 1





Оставаться наверху

Как только птицы поднимаются в воздух, они используют две основные техники полета , чтобы оставаться там.

Парящий: Когда птицы парят, они используют воздушные потоки, чтобы помочь им удержаться . Три вида воздушных потоков особенно полезны парящим птицам. 

Тепловые воздушные потоки развивайтесь в местах, где воздух в одном месте теплее, чем на прилегающей территории, например, на асфальтированной дороге вдоль заснеженного поля. Даже в очень холодный день солнце нагреет тротуар по крайней мере на несколько градусов больше, чем снег. Этот немного более теплый воздух немного легче, чем более холодный, и поднимается. 

Этот восходящий поток воздуха может поднимать очень легкие предметы, такие как перья и полые кости. Птицы , которые чаще всего пользуются преимуществами термальных воздействий (например, ястребы которые летают вдоль береговых линий) обычно имеют очень широкие крылья и хвост. Это делает площадь их крыльев очень большой по сравнению с весом их тела. 

Восходящиепотоки, также называемые препятствующими течениями, развиваются, когда ветер наносит удар по препятствию, такому как скала или здание. Стремительный воздух должен куда-то уходить, поэтому он поднимается вверх и может унести с собой птицу . Птицы, которые летают на восходящих потоках (как и многие ястребы, мигрирующие вдоль Ястребиной горы, штат Пенсильвания), также имеют очень широкие крылья и хвост. 

Ветер, движущийся навстречу птице с распростертыми крыльями, может удерживать птицу в воздухе благодаря форме крыльев (см. иллюстрацию профиля выше). Птицы, которые летают на движущихся воздушных потоках, часто имеют длинные узкие крылья, такие как чайки и альбатросы. 

Махать и хлопать крыльями

Когда птицы машут крыльями, их удары перемещает кончики крыльев вперед и вниз. Кончики крыльев образуют петлю в нижней части удара вниз, и по мере того, как крылья поднимаются, кончики крыльев движутся вверх и назад. 

При движении вниз давление ниже крыла выше, чем выше, что вызывает подъемную силу. И по мере того, как они продвигаются вперед, поток воздуха на их крыльях вызывает большую подъемную силу. А потому, что хлопающие крыльями птицы у них крылья меньше, чем у парящих птиц, они должны двигаться вперед быстрее чтобы оставаться в воздухе. Большинство певчих птиц должны пролетать не менее 11 миль в час, чтобы не спать. 

Один ученый подсчитал, что для того, чтобы страус оставался в воздухе, он должен был взлететь и поддерживать минимальную скорость 100 миль в час. Птицы, которые используют свои крылья, чтобы махать чаще, чем парить, часто имеют крылья меньше, чем у парящих птиц. 

Как летают птицы — миграция

Парящие птицы пользуются преимуществами тепла и восходящих потоков, летая по кругу. Поднимающийся воздух несет их все выше и выше по спирали. Они не могли просто стоять на месте и лететь прямо вверх, потому что, не двигаясь вперед на своих крыльях, они просто упали бы на землю. Но проблема с кружением в том, что они не движутся в каком-то особом направлении. 

Как летают птицы 7

Поэтому, когда мигрирующие птицы парят на термале, они поднимаются так высоко, как только термал будет нести их с распростертыми крыльями, а затем они тянут отведите крылья назад в более узкую точку и скользите в том направлении , в котором они хотят двигаться. Скользящие птицы движутся точно так же, как бумажные самолетики , медленно теряя высоту. Поэтому, когда перелетные птицы скользят, они ищут другой источник тепла, чтобы снова набрать высоту. 

Парящие птицы, которые хотят оставаться в воздухе, не хлопая крыльями при нормальном ветре, обычно летят навстречу ветру для подъема. Но тот же самый ветер, который удерживает их, замедляет их движение вперед. Чтобы куда-то попасть, парящие птицы время от времени слегка поворачиваются, внося деликатные коррективы. Они набирают высоту на некоторое время, а затем теряют высоту, направляясь туда, куда они на самом деле хотят, а затем снова набирают высоту. Вот почему птицы чайки обычно летают более зигзагообразно, чем многие другие птицы.

Подобно парящим птицам, хлопающим крыльями птицам легче всего оставаться на ногах, когда они стоят лицом к ветру, но легче всего двигаться вперед, когда их толкает ветер. Поскольку их поступательный импульс и подъемная сила, которую они получают от взмахов крыльями, важнее, чем подъемная сила, которую они получают от ветра или воздушных потоков, они могут попасть туда, куда хотят, если просто укажут себе правильное направление и пойдут!

Безопасное приземление


Многие птицы, такие как синицы и малиновки, могут быстро летать до последних секунд и при этом легко и безопасно приземляться. Чтобы быстро замедлиться, они меняют угол наклона своего крыла все выше и выше, увеличивая лобовое сопротивление (чтобы замедлить их движение вперед) и уменьшая подъемную силу (чтобы помочь им двигаться вниз). Некоторым птицам необходимо замедлиться на более длительное время, чтобы совершить безопасную посадку. Многие утки, гуси и журавли используют свои вытянутые ноги, а также открытые крылья для увеличения сопротивления, действуя как тормоза, чтобы замедлить их. 

Когда самолеты находятся в небе, пилоты убирают шасси, чтобы это не замедляло их. Большинство птиц делают то же самое; они поджимают ступни и ноги под перья на животе. Птицы с очень длинными ногами или ногами, расположенными слишком далеко назад, обычно не поджимают ноги. 

Как летают птицы 3

Как летают Журавли?

У журавлей большие крылья, длинная шея и длинные ноги. Они летят, вытянув ноги сзади и вытянув шею вперед, балансируя друг с другом так, чтобы их центр тяжести находился между крыльями (где это необходимо для длительных полетов). Их длинные, широкие крылья позволяют им летать, используя различные виды техники полета. 

Когда журавли пролетают всего несколько киллометров или меньше, они используют типичный взмахивающий полет. Они обычно хлопают крыльями с равномерными ударами, пока не заходят на посадку. Затем они используют свои ноги и крылья, чтобы замедлиться и облегчить свой путь к земле. 

Когда журавли летают на большие расстояния, особенно во время миграции, они часто парят на высоких температурах, пока не достигнут большой высоты, а затем используют комбинацию скольжения/парения и взмахов крыльями, чтобы покрыть наибольшее расстояние, используя наименьшее количество энергии.

Журавли могут сгибать ноги и прижимать ступни к телу, когда во время миграции очень холодно, но это исключительное явление.

Одним словом, как летают птицы — понять не сложно, если понять, как вообще устроена птица. Для полёта в ней продумано все, от веса клюва до размера перьев.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *