Выберите принцип который использовали французские инженеры при строительстве моста
Выберите принцип который использовали французские инженеры при строительстве моста
Задания Д14 № 5116
Инженер Александр Густав Эйфель, построивший Эйфелеву башню в Париже, использовал принцип строения
1) головки бедренной кости человека
2) лопаток человека
3) скелета человека
4) лучевой кости
Он использовал внутреннее строение костной ткани, расположение костных пластинок в головке бедренной кости.
Раздел кодификатора ФИПИ: 5.2 Строение и жизнедеятельность органов и систем органов: опорно-двигательной, покровной, кровообращения, лимфооттока
Выберите принцип который использовали французские инженеры при строительстве моста
Чужой компьютер
Просмотр темы 15
Нравится Показать список оценивших
Нравится Показать список оценивших
8. Оригинальная оценка составляла 7.2 миллиардов долларов по текущим обменным курсам, но стоила, до настоящего времени 13.1 миллиардов долларов, разделенных между Великобританией, Францией и другими инвесторами. До сих пор проект не совсем выгоден и все еще нуждается в большем количестве инвестиций.
Автомобили и грузовики, которые несут по железной дороге, делают пересечение через 35 минут, приблизительно час меньше чем паромом. Пассажиры остаются в их транспортных средствах.
Туннельный персонал прилагает все усилия, чтобы заставить пассажиров чувствовать себя комфортно и безопасный во время пересечения. Но поскольку это было упомянуто коммерческим директором Туннеля, у них все еще есть много серьёзных проблем, и один из них - безопасность. Однако, власти уверены быть в состоянии решить все проблемы успешно.
Тест по биологии для 11 класса с ответами. Тема Бионика
1. Как называется наука, цель которой – использовать биологические знания для решения инженерных задач и развития техники?
2. Выберите принцип, который использовали французские инженеры при строительстве моста…
принцип дырчатых конструкций +
принцип сборных конструкций
принцип простых конструкций
3. Где используется принцип строения живых конструкций из унифицированных элементов?
при возведении секционных домов +
4. Что изучал основоположник аэродинамики Н.Е. Жуковский? На основании его исследований и появилась авиация.
механизм полета птиц и условия, позволяющие им свободно парить в воздухе +
5. Более совершенным летательным аппаратом в природе обладают…
6. Как называется принцип, на основе которого был создан прибор гиротрон, применяемый в скоростных самолетах и ракетах для определения углового отклонения стабильности полетов?
7. По аналогии с принципом, лежащим в основе с эхолокации у летучих мышей, конструируются…
модели приборов-локаторов для слепых и приборы для народного хозяйства +
8. Какие животные обладают электрической активностью?
9. Сколько видов рыб способны создавать и использовать биоэлектрические поля?
10. По силе и характеру разрядов такие рыбы делятся на …
сильноэлектрические и слабоэлектрические +
разрядные и не разрядные
с биоэлектрическим полем и без него
11. Какие рыбы генерируют очень сильные разряды?
угри, сомы, скаты +
12. Где обитают слабоэлектрические рыбы?
в мутных, илистых водоемах Африки +
13. В каких отраслях человек использует приемы, с помощью которых электрические рыбы ловят добычу и защищаются от врагов?
при разработке устройств, для промыслового электролова или отпугивания рыб от разводимых в водоемах моллюсков и растений +
14. Назовите имя ученого, которого называют отцом бионики, в чьих записях можно найти первые попытки технического воплощения природных механизмов?
Леонардо де Винчи +
15. Первым архитектором, который стал применять принципы бионики в архитектуре, был…
16. Назовите архитектора, под руководством которого началось широкое применение бионических принципов в проектировании зданий?
17. В каком году произошло утверждение бионики как науки?
18. Применение бионики в медицине это…
создание искусственных органов, способных функционировать в симбиозе с организмом человека +
строительство медицинских учреждений
19. Кто первым испытал бионический протез?
поиск оптимальных решений, принцип экономии материалов, экономии электроэнергии, максимальной экологичности +
принцип экономии материалов и энергии
принцип экономии финансовых вложений
21. Назовите стиль, основой которого является архитектурная бионика?
22. Какие здания обладают стойкостью, способны выдерживать неблагоприятные природные явления и катаклизмы?
23. Выберите сооружения, где была использована наука бионика?
Эйфелева башня, Небоскреб “Аква”, Пекинский национальный оперный театр +
Биг Бен, Тадж Махал
24. Виды бионики:
Биологическая, теоретическая, техническая +
Биологическая и теоретическая
Техническая и теоретическая
25. Что изображено на символе бионики:
скрещенные скальпель и паяльник
скрещенные скальпель и знак интеграла
скрещенные скальпель, паяльник и знак интеграла +
27. Какое строение копируют современные многоэтажки, в которых проживают люди?
28. По аналогией с природой высокая скорость кораблей – заслуга
дельфинов и китов +
29. Благодаря чему скорость водных судов увеличилась на двадцать процентов?
Выберите принцип который использовали французские инженеры при строительстве моста
№ Яндекс кошелька для помощи сайтуАвторизация
Сайты партнеры:
Для быстрого поиска по странице используйте комбинацию клавиш Ctrl+F и в появившемся окне напечатайте слово запроса (или первые буквы)
11 класс "Бионика"
Как называется наука, цель которой – использовать биологические знания для решения инженерных задач и развития техники?
Выберите принцип, который использовали французские инженеры при строительстве моста…
принцип дырчатых конструкций
принцип сборных конструкций
принцип простых конструкций
Где используется принцип строения живых конструкций из унифицированных элементов?
при возведении секционных домов
Что изучал основоположник аэродинамики Н.Е. Жуковский? На основании его исследований и появилась авиация.
механизм полета птиц и условия, позволяющие им свободно парить в воздухе
Более совершенным летательным аппаратом в природе обладают…
Как называется принцип, на основе которого был создан прибор гиротрон, применяемый в скоростных самолетах и ракетах для определения углового отклонения стабильности полетов?
принцип жужжальца
По аналогии с принципом, лежащим в основе с эхолокации у летучих мышей, конструируются…
модели приборов-локаторов для слепых и приборы для народного хозяйства
Какие животные обладают электрической активностью?
Сколько видов рыб способны создавать и использовать биоэлектрические поля?
По силе и характеру разрядов такие рыбы делятся на …
сильноэлектрические и слабоэлектрические
разрядные и не разрядные
с биоэлектрическим полем и без него
Какие рыбы генерируют очень сильные разряды?
угри, сомы, скаты
Где обитают слабоэлектрические рыбы?
в мутных, илистых водоемах Африки
В каких отраслях человек использует приемы, с помощью которых электрические рыбы ловят добычу и защищаются от врагов?
при разработке устройств, для промыслового электролова или отпугивания рыб от разводимых в водоемах моллюсков и растений
Назовите имя ученого, которого называют отцом бионики, в чьих записях можно найти первые попытки технического воплощения природных механизмов?
Леонардо де Винчи
Первым архитектором, который стал применять принципы бионики в архитектуре, был…
Антони Гауди-и-Курнет
Назовите архитектора, под руководством которого началось широкое применение бионических принципов в проектировании зданий?
Рудольф Штайнер
В каком году произошло утверждение бионики как науки?
Применение бионики в медицине это…
создание искусственных органов, способных функционировать в симбиозе с организмом человека
строительство медицинских учреждений
Кто первым испытал бионический протез?
Деннис Аабо
Основные правила бионики это –
поиск оптимальных решений, принцип экономии материалов, экономии электроэнергии, максимальной экологичности
принцип экономии материалов и энергии
принцип экономии финансовых вложений
Назовите стиль, основой которого является архитектурная бионика?
Какие здания обладают стойкостью, способны выдерживать неблагоприятные природные явления и катаклизмы?
бионические
Выберите сооружения, где была использована наука бионика?
Эйфелева башня, Небоскреб “Аква”, Пекинский национальный оперный театр
Биг Бен, Тадж Махал
Виды бионики:
Биологическая, теоретическая, техническая
Биологическая и теоретическая
Техническая и теоретическая
Что изображено на символе бионики:
скрещенные скальпель и паяльник
скрещенные скальпель и знак интеграла
скрещенные скальпель, паяльник и знак интеграла
Наука об изучении нервной системы человека и животных, моделировании нервных клеток-нейронов и нейронных сетей это –
нейробионика
Какое строение копируют современные многоэтажки, в которых проживают люди?
стеблей злаков
По аналогией с природой высокая скорость кораблей – заслуга
дельфинов и китов
Благодаря чему скорость водных судов увеличилась на двадцать процентов?
благодаря попутному ветру
созданию обшивки, аналогичной коже морских животных
Выберите принцип, который использовали французские инженеры при строительстве моста…
[+] а) принцип дырчатых конструкций
[-] б) принцип сборных конструкций
[-] в) ринцип простых конструкций
Где используется принцип строения живых конструкций из унифицированных элементов?
[+] б) при возведении секционных домов
Что изучал основоположник аэродинамики Н. Е. Жуковский? На основании его исследований и появилась авиация.
[+] в) механизм полета птиц и условия, позволяющие им свободно парить в воздухе
Более совершенным летательным аппаратом в природе обладают…
[-] в) листья деревьев
Как называется принцип, на основе которого был создан прибор гиротрон, применяемый в скоростных самолетах и ракетах для определения углового отклонения стабильности полетов?
[-] а) принцип ускорения
[-] б) принцип щупальца
[+] в) принцип жужжальца
По аналогии с принципом, лежащим в основе с эхолокации у летучих мышей, конструируются…
[+] а) модели приборов-локаторов для слепых и приборы для народного хозяйства
[-] в) другая техника
Какие животные обладают электрической активностью?
Сколько видов рыб способны создавать и использовать биоэлектрические поля?
По силе и характеру разрядов такие рыбы делятся на …
[+] а) сильноэлектрические и слабоэлектрические
[-] б) разрядные и не разрядные
[-] в) с биоэлектрическим полем и без него
Какие рыбы генерируют очень сильные разряды?
[+] а) угри, сомы, скаты
[-] в) красноперки, щуки
Где обитают слабоэлектрические рыбы?
[-] а) в Тихом океане
[-] б) в Черном море
[+] в) в мутных, илистых водоемах Африки
В каких отраслях человек использует приемы, с помощью которых электрические рыбы ловят добычу и защищаются от врагов?
[-] а) в животноводстве
[+] б) при разработке устройств, для промыслового электролова или отпугивания рыб от разводимых в водоемах моллюсков и растений
[-] в) в промышленности
Назовите имя ученого, которого называют отцом бионики, в чьих записях можно найти первые попытки технического воплощения природных механизмов?
[+] а) Леонардо де Винчи
[-] б) Чарльз Дарвин
Первым архитектором, который стал применять принципы бионики в архитектуре, был…
[+] а) Антони Гауди-и-Курнет
[-] б) Лоренцо Бернини
Назовите архитектора, под руководством которого началось широкое применение бионических принципов в проектировании зданий?
[+] в) Рудольф Штайнер
В каком году произошло утверждение бионики как науки?
Применение бионики в медицине это…
[-] а) создание медикаментов
[+] б) создание искусственных органов, способных функционировать в симбиозе с организмом человека
[-] в) строительство медицинских учреждений
Кто первым испытал бионический протез?
[-] в) Александр Майский
Основные правила бионики это –
[+] а) поиск оптимальных решений, принцип экономии материалов, экономии электроэнергии, максимальной экологичности
[-] б) принцип экономии материалов и энергии
[-] в) принцип экономии финансовых вложений
Назовите стиль, основой которого является архитектурная бионика?
Какие здания обладают стойкостью, способны выдерживать неблагоприятные природные явления и катаклизмы?
Выберите сооружения, где была использована наука бионика?
[+] а) Эйфелева башня, Небоскреб “Аква”, Пекинский национальный оперный театр
[-] б) Биг Бен, Тадж Махал
[-] в) Колизей в Риме
Виды бионики:
[+] а) Биологическая, теоретическая, техническая
[-] б) Биологическая и теоретическая
[-] в) Техническая и теоретическая
Что изображено на символе бионики:
[-] а) скрещенные скальпель и паяльник
[-] б) скрещенные скальпель и знак интеграла
[+] в) скрещенные скальпель, паяльник и знак интеграла
Наука об изучении нервной системы человека и животных, моделировании нервных клеток-нейронов и нейронных сетей это –
Какое строение копируют современные многоэтажки, в которых проживают люди?
[+] а) стеблей злаков
По аналогией с природой высокая скорость кораблей – заслуга
[+] а) дельфинов и китов
Благодаря чему скорость водных судов увеличилась на двадцать процентов?
[-] а) благодаря попутному ветру
[+] б) созданию обшивки, аналогичной коже морских животных
[-] в) использованию хорошего топлива
Какой принцип стоит в основе строения Эйфелевой башни?
Тест. Бионика
Как называется наука, цель которой - использовать биологические знания для решения инженерных задач и развития техники?
- конструирование
- планирование
- бионика
Вопрос 2
Выберите принцип, который использовали французские инженеры при строительстве моста…
- принцип дырчатых конструкций
- принцип сборных конструкций
- принцип простых конструкций
Вопрос 3
Где используется принцип строения живых конструкций из унифицированных элементов?
- в искусстве
- при возведении секционных домов
- в технике
Вопрос 4
Что изучал основоположник аэродинамики Н.Е. Жуковский? На основании его исследований и появилась авиация.
- физику
- кораблестроение
- механизм полета птиц и условия, позволяющие им свободно парить в воздухе
Вопрос 5
Более совершенным летательным аппаратом в природе обладают…
- насекомые
- рептилии
- листья деревьев
Вопрос 6
Как называется принцип, на основе которого был создан прибор гиротрон, применяемый в скоростных самолетах и ракетах для определения углового отклонения стабильности полетов?
- принцип ускорения
- принцип щупальца
- принцип жужжальца
Вопрос 7
По аналогии с принципом, лежащим в основе с эхолокации у летучих мышей, конструируются…
- модели приборов-локаторов для слепых и приборы для народного хозяйства
- радары
- другая техника
Вопрос 8
Какие животные обладают электрической активностью?
Вопрос 9
Сколько видов рыб способны создавать и использовать биоэлектрические поля?
Вопрос 10
По силе и характеру разрядов такие рыбы делятся на …
- сильноэлектрические и слабоэлектрические
- разрядные и не разрядные
- с биоэлектрическим полем и без него
Вопрос 11
Какие рыбы генерируют очень сильные разряды?
- угри, сомы, скаты
- караси, окуни
- красноперки, щуки
Вопрос 12
Где обитают слабоэлектрические рыбы?
- в Тихом океане
- в Черном море
- в мутных, илистых водоемах Африки
Вопрос 13
В каких отраслях человек использует приемы, с помощью которых электрические рыбы ловят добычу и защищаются от врагов?
- в животноводстве
- при разработке устройств, для промыслового электролова или отпугивания рыб от разводимых в водоемах моллюсков и растений
- в промышленности
Вопрос 14
Назовите имя ученого, которого называют отцом бионики, в чьих записях можно найти первые попытки технического воплощения природных механизмов?
- Леонардо да Винчи
- Чарльз Дарвин
- Карл Линней
Вопрос 15
Первым архитектором, который стал применять принципы бионики в архитектуре, был…
Тест. Бионика
Как называется наука, цель которой - использовать биологические знания для решения инженерных задач и развития техники?
- конструирование
- планирование
- бионика
Вопрос 2
Выберите принцип, который использовали французские инженеры при строительстве моста…
- принцип дырчатых конструкций
- принцип сборных конструкций
- принцип простых конструкций
Вопрос 3
Где используется принцип строения живых конструкций из унифицированных элементов?
- в искусстве
- при возведении секционных домов
- в технике
Вопрос 4
Что изучал основоположник аэродинамики Н.Е. Жуковский? На основании его исследований и появилась авиация.
- физику
- кораблестроение
- механизм полета птиц и условия, позволяющие им свободно парить в воздухе
Вопрос 5
Более совершенным летательным аппаратом в природе обладают…
- насекомые
- рептилии
- листья деревьев
Вопрос 6
Как называется принцип, на основе которого был создан прибор гиротрон, применяемый в скоростных самолетах и ракетах для определения углового отклонения стабильности полетов?
- принцип ускорения
- принцип щупальца
- принцип жужжальца
Вопрос 7
По аналогии с принципом, лежащим в основе с эхолокации у летучих мышей, конструируются…
- модели приборов-локаторов для слепых и приборы для народного хозяйства
- радары
- другая техника
Вопрос 8
Какие животные обладают электрической активностью?
Вопрос 9
Сколько видов рыб способны создавать и использовать биоэлектрические поля?
Вопрос 10
По силе и характеру разрядов такие рыбы делятся на …
- сильноэлектрические и слабоэлектрические
- разрядные и не разрядные
- с биоэлектрическим полем и без него
Вопрос 11
Какие рыбы генерируют очень сильные разряды?
- угри, сомы, скаты
- караси, окуни
- красноперки, щуки
Вопрос 12
Где обитают слабоэлектрические рыбы?
- в Тихом океане
- в Черном море
- в мутных, илистых водоемах Африки
Вопрос 13
В каких отраслях человек использует приемы, с помощью которых электрические рыбы ловят добычу и защищаются от врагов?
- в животноводстве
- при разработке устройств, для промыслового электролова или отпугивания рыб от разводимых в водоемах моллюсков и растений
- в промышленности
Вопрос 14
Назовите имя ученого, которого называют отцом бионики, в чьих записях можно найти первые попытки технического воплощения природных механизмов?
- Леонардо да Винчи
- Чарльз Дарвин
- Карл Линней
Вопрос 15
Первым архитектором, который стал применять принципы бионики в архитектуре, был…
Текст книги "Биология. Общая биология. Профильный уровень. 11 класс"
Интенсивное истребление древним человеком крупных травоядных животных привело к сравнительно быстрому сокращению их численности и исчезновению многих видов.
В эпоху неолита наряду с охотой, рыбной ловлей и собирательством все большее значение приобретает процесс производства пищи.
Рост населения, качественный скачок в развитии науки и техники за последние два столетия привели к тому, что деятельность человека стала фактором планетарного масштаба, направляющей силой дальнейшей эволюции биосферы.
Значительные площади поверхности суши исключены из хозяйственной деятельности человека вследствие накопления на ней промышленных отходов и невозможности использования районов, где ведется разработка и добыча полезных ископаемых.
Биологические и минеральные ресурсы планеты определяют саму возможность существования человечества.
Большинство природных ресурсов являются в большей или меньшей степени исчерпаемыми либо за счет конечности запасов, либо вследствие преобладания скорости использования над временем воспроизведения.
Для восстановления слоя почвы толщиной 1 см в естественных условиях требуется 250–300 лет.
Многие радиоактивные изотопы имеют длительный период полураспада, оставаясь опасными в течение всего времени своего существования. Изотопы включаются в круговорот веществ, попадают в живые организмы и оказывают губительное действие на клетки.
Проблема рационального использования природных ресурсов, охрана природы от губительных последствий хозяйственной деятельности человека приобрели огромное государственное значение.
Мероприятия по охране природы должны носить не благотворительный, а обязательный характер, так как от состояния окружающей среды зависит само существование жизни на Земле.
Природоохранительные мероприятия могут быть эффективными только в том случае, если они основываются на глубоких биологических знаниях.
Проблемные области
Какие виды крупных животных, а также целые сообщества живых организмов находятся под угрозой исчезновения? Предложите возможные меры по их сохранению.
К каким отрицательным экологическим последствиям приводит сооружение на реках каскада гидроэлектростанций и зарегулирование стока воды?
Прикладные аспекты
Почему повышение урожайности сельскохозяйственных культур предпочтительнее, чем расширение обрабатываемых площадей?
Какие экологические последствия представляют крушения нефтеналивных судов?
Задания
Повторите материалы главы и обоснуйте положение о том, что на современном этапе развития биосферы она является сферой разума – ноосферой.
Глава 8. Бионика
Птица – действующий по математическому закону инструмент, сделать который в человеческой власти со всеми его движениями…
Леонардо да ВинчиС незапамятных времен мысль человека искала ответ на вопрос: может ли человек достичь того же, чего достигла живая природа? Сможет ли он, например, летать, как птица, или плавать под водой, как рыба? Сначала человек мог только мечтать об этом, но вскоре изобретатели начали применять особенности организации живых организмов в своих конструкциях. В этой главе вы познакомитесь с некоторыми такими примерами.
Человек представляет собой высшую ступень развития живой природы не потому, что его чувствительные или рабочие органы и системы лучше, чем у животных. Многочисленные примеры убеждают в том, что у многих животных та или иная система жизнедеятельности во много раз совершенней, чем у человека. Приведем лишь некоторые из них.
Лучшие спортсмены-бегуны на короткие дистанции развивают скорость 40–42 км/ч. В мире животных в 2–3 раза быстрее бегают гепард, страус и некоторые другие. Более того, относительная скорость передвижения и расстояние, на которое могут перемещаться животные, еще разительнее отличаются от естественных возможностей человека. Количество движений, которое человек способен совершить за 1 с, составляет максимум 10–12 (к примеру, постукивания пальцем по столу), а частота взмахов крыла у обыкновенной пчелы – 250–300 в секунду.
Преимущество человека заключается в уникальной способности мозга к мышлению и способности к общественному труду.
В своей практической деятельности человек использует в качестве моделей для конструирования сооружений и механизмов наиболее удачные приспособления живых организмов к среде их обитания. В наше время появилось самостоятельное направление в науке и технике, цель которого – использовать биологические знания для решения инженерных задач и развития техники. Это направление было названо бионикой (от греч. слова bion – ячейка жизни).
Круг вопросов, которые использует бионика, довольно обширен и продолжает расширяться. Для того чтобы получить о них представление, лучше всего рассмотреть несколько примеров.
В 1889 г. в Париже по проекту инженера Ж. Эйфеля была сооружена трехсотметровая металлическая ажурная башня, ставшая впоследствии своеобразным символом столицы Франции. Эта конструкция – яркий пример единства закона формирования естественных и искусственных структур. Ученые обнаружили, что силовые линии в конструкциях башни и в костях птиц и млекопитающих распределяются очень сходно (рис. 8.1), хотя при создании башни инженер не пользовался живыми моделями.
Рис. 8.1. Продольный разрез кости грифа. Внутренние распорки расположены почти так же, как перекладины в металлической ферме моста
Легкая и хрупкая кость, способная выдержать большие нагрузки, стала предметом пристального изучения ученых и архитекторов. Всесторонне исследуя трубчатые кости позвоночных и скелетные образования беспозвоночных животных (моллюсков) как комплекс расположенных в пространстве опорных элементов, известный математик и конструктор Ле-Реколе установил, что прочность этих биологических конструкций обусловлена соответствующим расположением в них обрамленных отверстий, соединяемых различным образом. На основе изучения структуры костей и других природных моделей в архитектуре родился принцип дырчатых конструкций, положивший начало разработке новых пространственных систем. Так, французские инженеры использовали этот принцип при строительстве моста, придав ему форму скелета морской звезды.
Для творчества архитекторов природа предоставляет немало образцов подобных конструкций, например скелеты некоторых глубоководных губок и особенно радиолярий – микроскопических организмов, относящихся к типу простейших. Скелеты радиолярий поражают богатством и разнообразием форм и расположением опорных элементов. При удивительной экономии материала они обладают высокой устойчивостью, выдерживая давление воды на больших глубинах. Это яркий пример достижения максимальной прочности при минимальной затрате материала (рис 8.2, А).
Ле-Реколе, исследовав строение некоторых радиолярий, разработал ряд конструкций универсальных ячеек, которые могут быть использованы в создании различных сооружений – от перекрытий залов до мостов и плотин. Возможно, в будущем они найдут применение и в оборудовании, предназначенном для полетов в космос, поскольку в подобных условиях требуется принимать во внимание не только прочность конструкции, но и количество материала, необходимого для его изготовления.
Дырчатые конструкции – не единственная возможность построения объектов. В природе встречаются разнообразные формы скелетных элементов – окружности и овалы, ромбы и кубы, треугольники, квадраты и многоугольники. Комбинируя их, природа создала бесконечное множество сложных красивых, легких, прочных и экономичных конструкций. Части живых организмов нередко построены из элементов сходной формы. Таковы лепестки цветков, чешуи семян злаков, чешуя рыб, панцирь броненосцев и т. д. Повторяемость однотипных структурных элементов в природе – закономерное явление. Естественный отбор сохраняет структуры, наиболее совершенные в функциональном отношении и наиболее экономные по затрате материала. В этом отношении хорошим примером служит фигура, составленная из плотно сомкнутых правильных шестиугольников или шестигранников. Она очень часто встречается в природе: панцири черепах, чешуя змей, проводящие сосуды растений содержат в своей структуре шестиугольники. Однако среди этих природных шестигранных конструкций наиболее замечательное творение – пчелиные соты. Это самая экономная и самая емкая форма, единственным элементом которой является шестигранная призма.
Принцип строения живых конструкций из унифицированных элементов используется строителями при возведении секционных домов из однотипных элементов. Конструкция пчелиных сот легла в основу изготовления «сотовых панелей» для строительства жилых домов (см. рис. 8.2, Б). Шестигранная призма – основной элемент «сотовых» элеваторов под Новосибирском и в Целинограде. Успешно используют принцип пчелиных построек и гидростроители при наведении плотин и создании других гидротехнических сооружений.
Это всего лишь небольшой ряд примеров того, как человек применяет в строительстве биологические модели. Но животные обладают и многими другими свойствами, которые используются или могут быть использованы человеком.
Рис. 8.2. Приспособления у животных и примеры использования их в технике: А – дырчатая ажурная конструкция, Б – ячеистая конструкция, В – ориентация: перелеты птиц и насекомых, Г – электрические рыбы: ориентация в воде
Основоположник современной аэродинамики Н. Е. Жуковский тщательно изучил механизм полета птиц и условия, позволяющие им свободно парить в воздухе. На основании исследования полета птиц появилась авиация.
Еще более совершенным летательным аппаратом в живой природе обладают насекомые. По экономичности полета, относительной скорости и маневренности они не имеют себе равных ни в живой природе, ни тем более в современной авиационной технике. Бабочки адмиралы или репейницы, совершая дальние полеты из Европы в Африку, находятся в воздухе в течение многих часов. Они преодолевают такие гигантские расстояния благодаря высокой экономичности работы своего организма. Бабочки расходуют «горючего» (жиры, углеводы и др.) гораздо меньше, чем птицы при дальних перелетах или современный самолет. Хотя скорость их полета, казалось бы, невелика по сравнению с современными авиалайнерами (самая большая у стрекозы-дозорщика достигает 144 км/ч), но если сравнивать, сколько раз укладывается длина тела летуна в полете за единицу времени, то окажется, что относительная скорость у насекомых намного больше. Несравнимо выше и маневренность полета насекомых. Так, некоторые виды мух могут подолгу зависать в воздухе, а затем быстро снижаться и мягко вертикально садиться даже на неровную площадку. Бабочки на лету останавливаются перед цветком, чтобы собрать нектар. Стрекозы, осы, пчелы и бабочки бражники могут передвигаться в воздухе не только вперед, но и назад, вправо, влево, вверх и вниз. Чтобы в полете не возникали вредные колебания, на концах крыльев у быстролетающих насекомых имеются хитиновые утолщения. Сейчас авиаконструкторы применяют подобные приспособления для крыльев самолетов, тем самым устраняя опасность вибрации машины.
Полет насекомых – процесс сложный и во многом еще не изученный. Однако идея создания летательного аппарата, в основе которого лежал бы принцип полета насекомых, ждет своего разрешения. Изучение способности насекомых к полету открывает перед человеком бесконечное разнообразие оригинальных решений в конструкции летательных аппаратов. Там, где удается раскрыть их секреты, конструкторы стремятся создать аналогичные системы. Так, например, была выявлена функция жужжальцев – недоразвитых задних крыльев в виде булавовидных придатков, имеющихся у некоторых насекомых, например у мух. Во время полета жужжальца колеблются в определенной плоскости и служат животному органом, определяющим отклонение от горизонтального положения – положения равновесия. На принципе жужжальца был создан прибор гиротрон, применяемый в скоростных самолетах и ракетах для определения углового отклонения стабильности полета.
Долгое время оставалась загадочной способность летучих мышей летать в полной темноте и ловить насекомых, не задевая встречные предметы. Лишь в наше время было установлено, что летучие мыши могут издавать и воспринимать звуки с частотой выше 20 тыс. Гц, т. е. ультразвуки, недоступные слуху человека. Беспрерывно испуская в полете ультразвуковые сигналы и воспринимая их отражение от окружающих предметов, летучие мыши как бы ощупывают в темноте окружающее пространство. У некоторых видов летучих мышей ультразвук распространяется через рот, у других видов – через ноздри. «Приемником» отраженного звука служат уши, которые у некоторых видов, например ушанов, достигают значительных размеров. С помощью такого «ультразвукового видения» летучие мыши способны обнаружить в темноте натянутую проволоку диаметром всего лишь 0,05 мм, уловить эхо, которое в 2 тыс. раз слабее посылаемого сигнала, на фоне множества звуковых помех могут выделить тот звук, который им нужен.
Интересно, что некоторые ночные бабочки также чувствительны к ультразвуковым сигналам. Они воспринимают импульсы летучих мышей на гораздо большем расстоянии, чем сама мышь, т. е. несколько раньше, чем та может их обнаружить, и таким образом избегают опасности. Другие бабочки сами способны издавать ультразвуковые сигналы, которые отпугивают мышей, предупреждая их о несъедобности насекомого.
Изучение природных ультразвуковых локаторов только начинается. Моделирование локаторов по живым образцам открывает новые перспективы их использования в качестве чувствительных элементов различных технических систем. По аналогии с принципом, лежащим в основе эхолокации у летучих мышей, конструируются модели приборов-локаторов для слепых и приборы для народного хозяйства. Ориентироваться в пространстве животные могут и не прибегая к эхолокаторным системам, тем более, что они высокоэффективны на небольшом расстоянии. Один из примеров ориентации на основе иных принципов – способность к навигации у перелетных птиц и некоторых водных животных.
С наступлением осени большая часть птиц покидает свои гнездовья и отправляется в далекое путешествие к местам зимовок (см. рис. 8.2, В), а весной снова возвращается «домой». Птицы летят группами и в одиночку, днем и ночью, в туман и сильный ветер, подчас покрывая огромные расстояния. Так, в далекую Африку улетают наши горихвостки, мухоловки-пеструшки, ласточки, журавли, аисты, утки. Замечательны своими дальними перелетами полярные крачки. В течение трех месяцев они достигают Антарктиды, пролетая только в один конец около 16 тыс. км.
Способность к навигации у птиц – врожденное чувство. Кукушонок, выросший в чужом гнезде, не летит в ту сторону, куда зовут его приемные родители, а следует традиционным кукушиным путем, хотя летит впервые. У некоторых птиц, например у аистов, молодняк улетает зимовать раньше взрослых. Врожденный «птичий компас» укажет молодому аисту правильный путь к незнакомой ему далекой Африке.
Не только птицы, но и рыбы, например лососи, совершают путешествие из океана в родные реки. Преодолевая течения и пороги, они плывут на нерест вверх по рекам, стремясь во что бы то ни стало попасть туда, где появились на свет.
Навигационные способности мигрирующих животных поражают своей точностью, однако устройство и принцип работы систем, обеспечивающих ориентацию, пока не разгаданы. Ученые предполагают, что птицы и другие животные днем ориентируются по Солнцу, а ночью – по звездам. Но поскольку Земля вращается вокруг своей оси и положение звезд и Солнца непрерывно меняется, для правильного определения направления полета необходимо знать время. Оказалось, что у птиц есть своеобразные биологические часы. Птицы хорошо чувствуют и магнитное поле Земли, силовые линии которого, возможно, также служат ориентиром в полете.
Инженеры-бионики многих стран работают над выяснением механизмов ориентации животных, раскрытие которых даст возможность человеку создать принципиально новые навигационные приборы.
Не менее интересным и перспективным для использования оказалось проявление электрической активности в живой природе, обнаруженное в конце XVIII в. знаменитыми учеными Гальвани и Вольта у животных (лягушки). В дальнейшем оказалось, что электрическая активность – неотъемлемое свойство живой материи. Электричество генерируют нервные, мышечные и железистые клетки всех живых существ. Эта способность наиболее изучена у рыб. В настоящее время известно, что около 300 видов рыб способны создавать и использовать биоэлектрические поля. По силе и характеру разрядов такие рыбы делятся на сильноэлектрические и слабоэлектрические. К первым относятся южноамериканские электрические угри, африканские электрические сомы и морские электрические скаты. Эти рыбы генерируют очень сильные заряды: угри создают напряжение до 600 В, сомы – до 350 В. Напряжение тока у морских скатов невысоко, но сила тока их разрядов иногда достигает 60 А, что позволяет им парализовать даже крупную добычу.
Рыбы второго типа – обитатели мутных, илистых водоемов Африки – не испускают отдельных разрядов. Они посылают в воду почти непрерывные и ритмичные импульсы высокой частоты, создавая вокруг своего тела электрическое поле. Конфигурация этого поля, которую можно представить в виде магнитно-силовых линий, зависит от формы самой рыбы. Если в электрическое поле попадает объект, отличающийся по своей электропроводности от воды, конфигурация поля изменится. Рыбы воспринимают эти изменения с помощью электрических рецепторов, расположенных у большинства в области головы, и определяют местонахождение объекта (см. рис. 8.2, Г). Таким образом эти рыбы осуществляют электрическую локацию, позволяющую на расстоянии найти пищу, избежать встречи с врагами и столкновения с неодушевленными предметами в мутной воде, где всецело полагаться на зрение не приходится.
Приемы, с помощью которых электрические рыбы ловят добычу и защищаются от врагов, подсказывают человеку технические решения при разработке установок для промыслового электролова или отпугивания рыб от разводимых в водоемах моллюсков и растений. Исключительные перспективы открывает моделирование электрических систем локации у рыб. В современной подводной локационной технике пока не существует систем поиска различных объектов в водной среде, которые работали бы по образцу электролокаторов рыб. Работа по созданию подобной аппаратуры ведется учеными многих стран.
На протяжении многих миллионов лет биологической эволюции на Западе в процессе естественного отбора возникало и вымирало огромное количество самых разнообразных видов живых организмов. Изучение существующих и вымерших в далекие геологические эпохи видов живых организмов показало, что и в древности существовали формы жизни, изучение организации которых может пригодиться для создания или усовершенствования некоторых машин и механизмов.
Перечислить все, чем занимается бионика, нелегко; трудно также охарактеризовать все живые объекты, принципы организации которых могут помочь человеку в решении разнообразных научно-технических задач. Однако проблемы, так или иначе связанные с бионикой, можно разделить на три группы. К первой относятся те, для решения которых достаточно имеющихся знаний биологии. Ко второй группе относятся вопросы, решение которых нужно искать, изучая живую природу и совершенствуя биологические знания. Наконец, есть вопросы, и, быть может, самые увлекательные, которые природа пока еще таит в себе.
Задачи бионики решаются сегодня силами ученых многих специальностей: физиков, химиков, математиков, кибернетиков, инженеров различных специальностей.
Summary
The most successful adaptations of living organisms to the environment are often applied by a Man in construction of various mechanisms, buildings, etc. New branch of science and technology, called bionics, and aimed to apply biological knowledge for the development of our economy, has appeared in our century. Range of problems, studied by this branch of science is rather large and is growing wider.
Опорные точки
1. С древнейших времен человечество стремилось воплотить особенности организации живых организмов в произведения своего труда.
2. В настоящее время все больше достижений биологических дисциплин находит применение в технике.
Вопросы для повторения и задания
1. Какие особенности строения и приспособления животных и растений используются человеком в строительстве, промышленности и т. д.?
2. Какое значение имеет изучение биологии для научно-технического прогресса?
Используя словарный запас рубрик «Терминология» и «Summary», переведите на английский язык пункты «Опорных точек».
Терминология
Каждому термину, указанному в левой колонке, подберите соответствующее ему определение, приведенное в правой колонке на русском и английском языках.
Select the correct definition for every term in the left column from English and Russian variants listed in the right column.
Вопросы для обсуждения
Как можно использовать в строительстве принципы организации растительных организмов?
Приведите примеры эхолокации и электролокации у живых организмов.
Данное произведение размещено по согласованию с ООО "ЛитРес" (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.
Читайте также: