Jak ryby rosną i toną w wodzie?
ryby są trochę jak ptaki lub latające owady: mają wbudowane mechanizmy, które pozwalają im poruszać się w górę iw dół oraz z boku na bok w swoim środowisku. Ale metody, które pozwalają rybom to zrobić, są bliższe zasadom sztucznej maszyny latającej niż naturalnym metodom latania. Większość ryb unosi się i tonie w wodzie w ten sam sposób, w jaki balon wypełniony helem lub balon na gorące powietrze unosi się i tonie w powietrzu.
aby zobaczyć, jak to działa, musisz zrozumieć różne siły działające w powietrzu i pod wodą., Podczas gdy środowiska te wydają się nam bardzo różne, woda i powietrze są rzeczywiście bardzo podobne. Oba są płynami, substancjami o masie, ale bez kształtu., Na Ziemi obiekt zanurzony w płynie (taki jak ryba lub osoba) doświadcza dwóch głównych sił:
Reklama
- przyciąganie grawitacyjne w dół
- pchanie wyporności w górę
Wyporność jest spowodowana różnica ciśnienia płynu na różnych poziomach w płynie., Cząstki na niższych poziomach są spychane w dół przez ciężar wszystkich cząstek nad nimi. Cząstki na wyższych poziomach mają mniejszą masę powyżej nich. W związku z tym, zawsze jest większe ciśnienie poniżej obiektu niż nad nim, więc płyn stale popycha obiekt w górę. (Aby dowiedzieć się więcej o sile wyporu, przeczytaj Jak działają Balony na ogrzane powietrze.)
siła wyporu na obiekt jest równa masie płynu przemieszczonego przez ten obiekt. Na przykład, jeśli zanurzysz pusty dzbanek na mleko w wannie, wypiera on galon wody., Woda w wannie wypycha się na dzbanek z nieco większą siłą niż 8 funtów, ciężar litra wody. Obiekt o większej objętości jest popychany do góry z większą siłą, ponieważ wypiera więcej płynu. Oczywiście, jeśli obiekt jest gęstszy (a więc cięższy) od wody, nie ma znaczenia, ile wody wypiera – nadal będzie tonął.
aby wznieść się, ryba musi zmniejszyć swoją ogólną gęstość, zwiększając swoją objętość bez znacznego zwiększania jej masy. Większość ryb robi to z czymś, co nazywa się pęcherzem pływackim., Pęcherz pławny to tylko worek rozprężny, jak ludzkie płuco. Aby zmniejszyć jego ogólną gęstość, ryba wypełnia pęcherz tlenem pobranym z otaczającej wody przez skrzela. Gdy pęcherz jest wypełniony tym gazem tlenowym, ryba ma większą objętość, ale jej waga nie jest znacznie zwiększona. Gdy pęcherz jest rozszerzony, wypiera więcej wody i w ten sposób doświadcza większej siły pływalności. Gdy pęcherz jest całkowicie napompowany, ryba ma maksymalną objętość i jest wypychana na powierzchnię., Gdy pęcherz jest całkowicie opróżniony, ryba ma minimalną objętość i tonie do dna oceanu. Aby pozostać na określonym poziomie, ryba wypełnia pęcherz do punktu, w którym wypiera objętość wody, która waży tyle, ile waży ryba. W tym przypadku siły pływalności i grawitacji wzajemnie się eliminują, a ryba pozostaje na tym poziomie.
większość ryb podnosi się i tonie przy użyciu tej metody, ale nie wszystkie tak robią. Niektóre gatunki nie potrzebują pęcherza pławnego, ponieważ całe życie spędzają na skąpaniu się po dnie oceanu., Inne ryby, takie jak płaszczki i rekiny, wznoszą się i opadają, napędzając się do przodu. Podobnie jak w samolocie, ruch płynu pod płetwami tworzy uniesienie, które popycha rybę do góry.
Reklama
