Как дельфины превращают воду в трамплин для прыжка

Каждый прыжок начинается под водой, где тело дельфина превращается в обтекаемый двигатель тяги, а не в пассивного пассажира волн. Животное набирает скорость в узкой, малосопротивляющей позе, накапливая кинетическую энергию в поступательном движении задолго до того, как прорвет поверхность.

Ключ к этому — колебательные движения хвоста, или хвостового плавника, приводимые в действие мощной осевой мускулатурой вдоль позвоночника. Быстрыми ударами вверх и вниз хвост отбрасывает воду назад, создавая поступательную тягу в полном соответствии с основами гидродинамики. По мере роста скорости гидродинамическое сопротивление увеличивается, но торпедообразное тело и гладкая кожа уменьшают турбулентность, позволяя большей части мышечной мощности превращаться в полезное ускорение, а не в разогрев воды.

Непосредственно перед рывком из воды дельфин наклоняет тело вверх, оставаясь пока под поверхностью, перенаправляя горизонтальный импульс в круто восходящую траекторию. Этот маневр основан на законах вращательного движения и точном контроле над положением центра масс. Точно рассчитывая последние удары хвостом прямо под поверхностью, животное вылетает из воды уже с такой скоростью, что сила тяжести не может сразу же вернуть его назад, подобно ныряльщику, отталкивающемуся от трамплина, только роль трамплина здесь играет созданная самим дельфином струя движущейся воды.

Оказавшись в воздухе, дельфин больше не может создавать тягу; его траектория далее подчиняется законам полета тела, брошенного по дуге, вплоть до приземления в воду. Биологи, изучающие локомоцию, рассматривают всю эту последовательность как продолжение быстрого плавания, а не как отдельный навык. Прыжок — лишь видимая вершина подводной цепочки сокращений мышц, волн давления и тщательно направленного импульса.

loading...