Презентация " Мастерская природы"

Фізика

Для кого: 8 Клас, 9 Клас, 10 Клас, 11 Клас, 12 Клас, Дорослі

11.04.2020

350

2

0

Опис документу:
Мастерская природы – нерукотворный источник всего живого на нашей планете. Природа гениальный конструктор, инженер, художник и великий строитель. Любое творение природы представляет собой высокосовершенное произведение, отличающееся поразительной целесообразностью, надежностью, прочностью, экономичностью расхода строительного материала при разнообразии форм и конструкций. С давних пор стремился человек заглянуть «внутрь живых моделей», разгадать «секреты» действия биологических систем..
Перегляд
матеріалу
Отримати код
Опис презентації окремими слайдами:
Слайд № 1

Мастерская природы – нерукотворный источник всего живого на нашей планете. Природа гениальный конструктор, инженер, художник и великий строитель. Л...
Слайд № 2

Мастерская природы – нерукотворный источник всего живого на нашей планете. Природа гениальный конструктор, инженер, художник и великий строитель. Любое творение природы представляет собой высокосовершенное произведение, отличающееся поразительной целесообразностью, надежностью, прочностью, экономичностью расхода строительного материала при разнообразии форм и конструкций. С давних пор стремился человек заглянуть «внутрь живых моделей», разгадать «секреты» действия биологических систем, созданных в мастерской природы. Бионика занимается изучением аналогии в живой и неживой природе, то есть изучением принципов построения и функционирования биологических систем и их элементов, и применением полученных знаний для коренного усовершенствования существующих технических систем, созданием принципиально новых машин, аппаратов, строительных конструкций и т. д.

Гидродинамика живых систем Аэродинамические прототипы В мире запахов Электричество в живых организмах Сетчатые, решетчатые и ребристые конструкции ...
Слайд № 3

Гидродинамика живых систем Аэродинамические прототипы В мире запахов Электричество в живых организмах Сетчатые, решетчатые и ребристые конструкции Полет насекомых Стволовая архитектура Искусные навигаторы Унификация в природе Трансформация Дырчатые конструкции Живой свет Живые радары Живые землеройные снаряды

На картинке: кальмар, тунец. На фоне меч-рыба. На фото — современная подводная лодка (субмарина). Схема движения в воде дельфина. Рекордсменом по с...
Слайд № 4

На картинке: кальмар, тунец. На фоне меч-рыба. На фото — современная подводная лодка (субмарина). Схема движения в воде дельфина. Рекордсменом по скоростному плаванию среди рыб является рыба меч, которая может плыть с завидной скоростью — 140 км/час! Легко преодолевать сопротивление воды помогает этим рыбам их форма тела. Искуснейшими пловцами являются дельфины. Тайна их скоростного плавания была разгадана только в середине нашего столетия, она заключается в специфической особенности строения кожи животного. Изучая и раскрывая гидродинамические секреты природных механизмов, гидробионики находят принципиально новые методы и способы проектирования кораблей: заимствуют форму для современных подводных лодок, покрывают корпуса судов искусственной «дельфиньей кожей» (ломинфло). Созданные инженерами (без «подсказки» кальмаров) движители-водометы не нашли пока широкого применения, поэтому гидрореактивный движитель кальмаров продолжает оставаться объектом исследований биоников. Гидродинамика живых систем

На картинке: гусь гуменник, пикирующий сокол сапсан, колибри мече- клюв. На фоне — эскиз крыла летающей машины Леонардо да Винчи. На фото — сверхзв...
Слайд № 5

На картинке: гусь гуменник, пикирующий сокол сапсан, колибри мече- клюв. На фоне — эскиз крыла летающей машины Леонардо да Винчи. На фото — сверхзвуковой самолет с изменяемой стреловидностью крыла. По скорости, высоте и продолжительности полета птицы не имеют равных себе в животном мире. В таких длительных, часто беспосадочных перелетах проявляется экономичность полета птиц, которую определяют по соотношению массы летуна к мощности его «двигателя». Ученые установили. что летательный механизм, например аиста, почти в 10 раз экономичнее, чем у самых совершенных самолетов. Машущий полет отличается и большей безопасностью и маневренностью. Со скоростью 360 км/час пикирует с высоты сокол сапсан и почти у самой земли, не поймав добычу, без взмаха крыльями устремляется в небо. Высокой маневренностью отличается полет альбатроса, ласточек и особенно колибри. Эти маленькие, стремительные в полете птички могут подолгу «висеть» в воздухе на одном месте. Птицы совершают длительные беспосадочные перелеты. Бекасы, например, мигрируя из Японии в Восточную Австралию, пролетают без посадки почти 5 тыс., км! По сравнению с неподвижным машущее крыло создает максимум подъемной силы и минимум лобового сопротивления. Конструкторы многих стран заняты сейчас изучением механики полета птиц, созданием летательных аппаратов с подвижными, машущими крыльями: махолетов и орнитоптеров. Аэродинамические прототипы

На картинке: киви, лемур катта, муравьи рыжие (род формика). На фоне сельдевая акула. На фото — антенны шелкопряда. Схема обонятельной клетки с чув...
Слайд № 6

На картинке: киви, лемур катта, муравьи рыжие (род формика). На фоне сельдевая акула. На фото — антенны шелкопряда. Схема обонятельной клетки с чувствительными ресничками. В мире запахов живет большинство млекопитающих, и многие из них используют запахи для того, чтобы отметить свои территории, как это делают олени, медведи, барсуки, лемуры, мыши и другие, или обменяться друг с другом информацией. Человек с давних пор использует необыкновенный нюх собак, которые различают до полумиллиона запахов. Велико значение обоняния для рыб. Лососи и некоторые другие проходные рыбы-кочевники, совершающие миграции, ориентируются в пути не только по солнцу, но и пользуются замечательной памятью на запах родного водоема. Необычайно тонкое обоняние у акул. Они «чуют» добычу за несколько сотен метров и, ведомые только одним запахом, находят ее в океанских просторах. А муравьи оставляют химические следы, чтобы помочь своим собратьям отыскать источник пищи, а при опасности оставляют «запах смерти». По запаху муравьи определяют и форму предметов. Анализаторы запахов, созданные в мастерской природы — это миниатюрные, быстродействующие, высокочувствительные системы, не имеющие себе равных. В них заложены безграничные возможности для исследования и технического моделирования. И хотя о механизме хеморецепторов чувства животных еще мало что известно, учеными ведутся работы по моделированию «искусственного носа» — анализаторов запаха в различных областях деятельности человека, например для медицинской диагностики. В мире запахов

На картинке: гнатонемус, электрический угорь, лягушка квакша. На фоне электрический скат. На фото наглядно показано распределение магнитных силовых...
Слайд № 7

На картинке: гнатонемус, электрический угорь, лягушка квакша. На фоне электрический скат. На фото наглядно показано распределение магнитных силовых линий, аналогичное распределению силовых линий в электрическом поле. Приемы, используемые электрическими рыбами при ловле добычи и обороне от врагов, подсказывают человеку технические решения при разработке установок для электролова и отпугивания рыб. Исключительные перспективы открывает моделирование электрических систем локации рыб. В современной подводной локационной технике пока не существует систем поиска и обнаружения, которые работали бы по образцу и подобию электролокаторов, созданных в мастерской природы. По характеру генерируемых разрядов электрические рыбы делятся на сильноэлектрические и слабоэлектрические. К первым относятся пресноводные южноамериканские электрические угри, африканские электрические сомы и морские электрические скаты. Рыбы второго типа, например, мормирус, гнатонемус, гимнарх и другие представители отряда клюворылообразных не излучают отдельных разрядов. Они посылают в воду импульсы высокой частоты, создавая вокруг своего тела электрическое поле. Электричество в живых организмах

На картинке: муравьиный лев европейский, скелет диатомеи силскофлагеллаты, гриб решеточник, раковина скалярия. На фоне — лист Виктории регии. На фо...
Слайд № 8

На картинке: муравьиный лев европейский, скелет диатомеи силскофлагеллаты, гриб решеточник, раковина скалярия. На фоне — лист Виктории регии. На фото — потолок Туринской выставки. Схема строения головки тазобедренной кости. Тонкий лист растения или прозрачное крылышко насекомого обладают достаточной механической прочностью благодаря разветвляющейся в них сетке жилок. Этот каркас выполняет основную несущую роль, тогда как другие элементы конструкции, например, пленка листа или мембрана крыла, могут достигать минимального сечения. Это также один из примеров достижения прочности при минимальной затрате материала. Тонкие крылышки стрекозы коромысла делают до 100 взмахов в секунду, шмеля — более 200, комнатной мухи — до ЗОО, а комара дергуна—до 1000 взмахов. Взяв за основу жилкование листа Виктории регии. итальянский архитектор П. Нерви сконструировал плоское ребристое покрытие фабрики Гатти в Риме и покрытие большого зала Туринской выставки, добившись большого конструктивного и эстетического эффекта. Принцип построения листа Виктории регии использовали и наши архитекторы при сооружении потолка фойе Тульского драматического театра. Они протянули по потолку железобетонные нервюры, которые несут огромный пролет. Используется в архитектурной практике и принцип построения природных пространственно-решетчатых систем: радиолярий, диатомовых водорослей, некоторых грибов, раковин, даже микроструктура головки тазобедренной кости. В этих моделях особенно ярко проявляется принцип распределения материала с расчетом на самые случайные и разнонаправленные действия нагрузок. Например, структура головки тазобедренной кости построена так, что никогда не работает на излом, а только на сжатие и растяжение. Подобная система может быть использована в конструировании опорных рам, ферм, подъемных кранов. Сетчатые, решетчатые и ребристые конструкции

На картинке: клоп гладыш, муха из семейства сирфид (шмелевидка прозрачная), жук голиаф, бабочка языкан. На фоне — стрекоза дозорщик. На фото — само...
Слайд № 9

На картинке: клоп гладыш, муха из семейства сирфид (шмелевидка прозрачная), жук голиаф, бабочка языкан. На фоне — стрекоза дозорщик. На фото — самолет вертикального взлета и посадки. Схема действия прибора гиротрона. Бабочки адмиралы или репейницы, совершая дальние полеты в Африку, находятся в воздухе в течение многих часов. Они преодолевают такие гигантские расстояния благодаря высокой экономичности работы своего организма («мотора»). Бабочки расходуют «горючего» (жиров, углеводов и пр.) гораздо меньше, чем самолет топлива. И хотя скорость их полета невелика по сравнению с современными самолетами, 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, мухи из семейства сирфид могут подолгу зависать в воздухе, а затем быстро снижаться и мягко вертикально садиться даже на неровную площадку. Бабочка языкан на лету останавливается 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. Авиаконструкторы после долгих поисков придумали самостоятельно подобное для крыльев самолетов. Но если бы они в свое время обратили внимание на птеростигмы насекомых, то разгадка причины флаттера — вибрации самолетного крыла — пришла бы гораздо раньше. Полет насекомых — процесс сложный и во многом еще не разгаданный. Но идея создания летательного аппарата по принципу полета насекомых — энтомоптера — зародившаяся в глубокой древности, продолжает оставаться на повестке дня биоников.

На картинке: европейский угорь, личинка угря, тюлень хохлач. На фоне — морская суповая черепаха. На фото — карта путей миграции угря. В природе сущ...
Слайд № 10

На картинке: европейский угорь, личинка угря, тюлень хохлач. На фоне — морская суповая черепаха. На фото — карта путей миграции угря. В природе существует много поразительных примеров способности к навигации у некоторых обитателей водной стихии. Так, чтобы продолжить свой род огромные морские черепахи много раз в течение своей жизни приплывают именно в то место, где родились. Но какими ориентирами и какими навигационными устройствами пользуются эти животные, пока остается для человека загадкой. Каждый год совершают полные опасностей и трудностей путешествия из океана в родные реки лососевые рыбы. Преодолевая течение и пороги, они плывут на нерест вверх по рекам, стремясь во что бы то ни стало попасть туда, где родились. Ученые предполагают, что, пробираясь к устью рек, лососи ориентируются Далекие миграции совершают сельдь, тюлька, треска, некоторые тюлени, морские котики и многие киты. Но секрет действия «механизма навигации» остается не раскрытым

Природа в своей мастерской создавала растения по всем правилам строительной техники. Примерами тому являются растение пухонос из семейства осоковых...
Слайд № 11

Природа в своей мастерской создавала растения по всем правилам строительной техники. Примерами тому являются растение пухонос из семейства осоковых и фабричная дымовая труба. Их конструкции в поперечном сечении оказались удивительно похожими, хотя создавались независимо друг от друга. На картинке: борщевник, пшеница, аконит. На фоне — разрез стебля пухоноса. На фото — макет сверхвысотного здания с демпферами-перехватами. Схема разреза фабричной дымовой трубы. На основе принципов построения природных высотных конструкций строители проектируют высотные здания нового типа — типа стволовой конструкции. По принципу строения стебля пшеницы разработан проект высотного здания, у которого основание более узкое, чем средняя часть. Упругие демпферы, разделяющие здание по высоте на несколько элементов, снижают силу ветрового напора и сокращают нагрузку на основание. Большая прочность и устойчивость таких высотных природных конструкций обусловлены рядом особенностей растений: взаимным расположением в стебле прочных и мягких тканей, способностью их работать как на сжатие, так и на растяжение. В стеблях злаков большую роль играют его веретенообразная форма и расположенные на нем узлы, представляющие собой особо устроенные упругие шарниры-демпферы. И не случайно сильная буря вырывает с корнем деревья и лишь пригибает к земле тонкий стебель злака.

На картинке: цикорий, броненосец трехпоясный, кислица, броненосец,, свернутый в шар. На фоне — соцветие подсолнечника. На фото — макет стадиона в К...
Слайд № 12

На картинке: цикорий, броненосец трехпоясный, кислица, броненосец,, свернутый в шар. На фоне — соцветие подсолнечника. На фото — макет стадиона в Киеве с поднятой крышей. Схема покрытия стадиона (крыша опущена). В зависимости от времени суток, то есть освещенности, открываются или закрываются лепестки цикория, ноготков, мака, шиповника и других цветов. Вслед за двигающимся на небосводе солнцем изменяют положение листья на стеблях белой акации и хлопчатника, поворачивает свое соцветие подсолнечник, под сильными солнечными лучами складывает листочки кислица. Улавливая изменения температуры и влажности перед переменой погоды, меняют пространственную форму листья клевера, папоротника, костяники. Отвечая на внешнее механическое раздражение, складывают листочки стыдливая мимоза и росянка, сжимаются в комочек актинии и свертываются в шар ежи и трехпоясные броненосцы. Все эти изменения формы растений и животных носят временный характер. В биологии такие движения называются обратимыми движениями, а в архитектуре — трансформациями. Особо стоит перед архитекторами проблема создания трансформирующихся сооружений для районов с неустойчивым климатом, требующим здания с автоматически регулируемыми покрытиями. Группой архитекторов создан проект стадиона в Киеве с крышей в виде цветка, лепестки которого поднимаются и опускаются в зависимости от погоды.

На картинке: малина, ячмень, панголин, чеснок. На фоне — пчелиные соты. На фото — монтаж дома из однотипных объемных элементов. Схема сотовой панел...
Слайд № 13

На картинке: малина, ячмень, панголин, чеснок. На фоне — пчелиные соты. На фото — монтаж дома из однотипных объемных элементов. Схема сотовой панели, собранной из треугольника с продленными сторонами. Мастерская природы богата формами. В ней встречаются окружности и овалы, ромбы и кубы, треугольники, квадраты и другие многоугольники. Виртуозно компонуя их, природа создала бесконечное множество сложных, удивительно красивых, легких, прочных и экономичных конструкций. Нередко природа унифицирует конструкции, то есть строит их из элементов одной и той же формы: лепестки цветов, семена злаков, семенная коробочка мальвы, головка чеснока, ягоды малины, ежевики, чешуйки рыб, змей, шишек, панцири животных и т. д. Такая повторяемость однотипных элементов в природе — явление закономерное. Наращивая все новые, но повторяющиеся, одинаковые элементы, организмы экономили этим время, материал и энергию, которые им в основном приходилось тратить на борьбу за существование и продолжение рода. Принцип построения живых конструкций и унифицированных элементов используется строителями при возведении секционных домов из однотипных элементов. Конструкция пчелиных сот легла в основу изготовления «сотовых панелей» для строительства жилых зданий, В дальнейшем, с целью экономии материала, конструкторы стали собирать панели из одного элемента — треугольника с продленными сторонами. При сборке получается сотовая конструкция, но без двойных стенок. Наиболее вместимая при минимальных затратах строительного материала шестигранная призма легла в основу построения «сотовых» элеваторов под Новосибирском и в Целинограде. Весьма успешно используют принцип пчелиных построек и гидростроители при возведении плотин, шлюзов и других гидросооружений (они применяют сотовые каркасы).

На картинке: кальмар гистиотевтис, удильщик гимантолоф. На фоне медуза пелагия. На фото комплексный батифотометр. На схеме — форма светового импуль...
Слайд № 14

На картинке: кальмар гистиотевтис, удильщик гимантолоф. На фоне медуза пелагия. На фото комплексный батифотометр. На схеме — форма светового импульса ночесветки. В природе существуют организмы, отличающиеся изумительным свойством излучать свет. Распространены они повсеместно — от экватора до полярных широт и от поверхности воды до предельных глубин. Среди сухопутных жителей таких организмов немного, это некоторые грибы и насекомые. Основная масса живых светящихся моделей живет в море и состоит из представителей простейших организмов, кишечнополостных, червей, моллюсков, ракообразных и рыб. Живой свет привлекает внимание многих ученых, в том числе и биоников. Установлено, что в «светильниках» живых организмов почти вся химическая энергия при окислении превращается в свет, тогда как в обычной электрической лампе более 70% энергии уходит не на освещение, а на образование тепла. Специалистами ведутся исследования по созданию вычислительных машин на световодах, более экономичных и надежных, чем электрические. Работают ученые и по созданию искусственного «живого света», который может быть применен в тех случаях, когда нежелательно пользоваться светом, излучающим тепло, например, в операционных, во взрывоопасных шахтах.

На картинке: морские стеклянные губки — корзинка Венеры, радиолярия арахнокорус. На фоне — радиолярия подоциртис. На фото — Эйфелева башня. Схема к...
Слайд № 15

На картинке: морские стеклянные губки — корзинка Венеры, радиолярия арахнокорус. На фоне — радиолярия подоциртис. На фото — Эйфелева башня. Схема конструктивной ячейки. В 1889 году в Париже по проекту инженера Эйфеля была сооружена трехсотметровая металлическая ажурная башня, ставшая своеобразным символом столицы Франции. Эта конструкция является ярким примером единства закона формообразования естественных и искусственных структур. Ученые обнаружили, что распределение силовых линий в конструкциях башни и в берцовой кости человека идентично, хотя при создании инженер не пользовался живыми моделями. Легкая и хрупкая кость, способная выдерживать большие нагрузки, стала предметом изучения ученых и архитекторов. Всесторонне изучая скелет как комплекс пространственных систем, известный математик-конструктор Ле-Реколе установил, что прочность этой биологической конструкции заключается в соответствующем расположении в материале не плоскостей, а пустых пространств, то есть обрамлений отверстий, соединяемых различным образом. На основе конструктивного изучения структуры костей и других природных моделей родился в архитектуре принцип дырчатых конструкций, положивший начало разработке новых пространственных систем. Так французские инженеры использовали принцип дырчатых конструкций при строительстве моста в виде внешнего скелета морской звезды.

На картинке: рак-крот калианасса, приапулида, амфисбена. На фоне трубкозуб. На фото режущий орган угольного комбайна «Союз-19». Схематическое изобр...
Слайд № 16

На картинке: рак-крот калианасса, приапулида, амфисбена. На фоне трубкозуб. На фото режущий орган угольного комбайна «Союз-19». Схематическое изображение фрезы. Богат и разнообразен мир животных, обитающих под землей. С помощью недавно изобретенного прибора эклектора удалось подсчитать, что общий вес всех почвенных животных на одном гектаре лесной земли составляет почти тонну. Это гораздо больше, чем весят все живущие на этой площади наземные животные, включая крупных зверей и птиц. В условиях подземной жизни у некоторых почвенных животных выработались удивительные приспособления, с помощью которых они прокладывают подземные ходы и норы. Настоящей землеройной машиной является дождевой червь. При помощи мышц он сначала суживает передний конец тела и втыкает его в грунт, закрепляясь там специальными зацепками. А затем, сокращаясь в длину, становится более толстым и своим мускулистым телом раздвигает и уплотняет землю. Большую роль при этом играют щетинки, расположенные по сегментам. Они цепляются за стенки хода и не дают возможность телу черня при сокращении соскользнуть назад. Признанным землепроходцем является крот, главным землеройным орудием которого являются передние, очень мощные конечности. Ладони их повернуты в стороны и назад, пальцы короткие, с длинными широкими когтями. Действуя ими, как саперными лопатами, крот ежедневно прорывает по нескольку метров новых ходов, причем землю вдавливает, укрепляя таким образом стенки туннеля. Живые землеройные машины представляют большой интерес для биоников при создании подземных роющих агрегатов. Разработана, например, оригинальная модель, которая подобно кроту двигается под землей и пробивает туннель с гладкими плотными стенами.

На картинке: лемур ай-ай, сова сипуха, стриж саланган, сумчатая летяга. На фото — радар. Схематическое изображение звуковой волны. У некоторых живо...
Слайд № 17

На картинке: лемур ай-ай, сова сипуха, стриж саланган, сумчатая летяга. На фото — радар. Схематическое изображение звуковой волны. У некоторых животных слух «заменяет» зрение. Издавая звуки и чутко прислушиваясь к их отражению, они обнаруживают таким образом на расстоянии или в темноте добычу, врага, препятствие и прочее. С помощью эха выискивают личинок жуков-короедов дятлы. Выстукивая длинным носом стволы деревьев, дятел «на слух» отыскивает внутри ствола ходы короеда. И прослеживая по звуку извилистый лабиринт, долбит именно в том месте, где прячется личинка. С помощью только одного слуха в полной темноте летает и добывает пищу ночная сова сипуха. Особое устройство слухового аппарата позволяет ей не только улавливать малейшие шорохи, но и определить местонахождение источника звука, то есть ориентироваться. Радары (радиолокационные установки) были созданы несколько десятков лет назад. С их помощью по эхо-сигналу, отраженному от удаленного объекта, устанавливают местонахождение объекта, направление и скорость его движения. Природа в своей мастерской создала подобную систему намного раньше, чем человек, только вместо радиоволн живые модели пользуются звуковыми.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу.

Вітаємо зі святом працівникі́в осві́ти

та даруємо 100 грн

кешбеку!

Кешбеком можна оплатити 50% вартості будь-яких цифрових товарів та послуг на порталі «Всеосвіта»

Отримати кешбек можна з 1 до 14 жовтня 24 жовтня та використати протягом всього місяця.