Mechanika úvodní stránka

Vnitřní a jiné síly

 

Statické síly

  Dynamické síly   Pohyb   Energie a hybnost  
Elastické síly a sval   Tíhová síla   Odporové a třecí síly   Chůze a běh   Energie
Povrchové napětí a kapilarita   Tlaková a vztlaková síla   Proudění   Létání a plachtění   Výkon
Transportní jevy Páka Setrvačná síla   Plavání Zákony zachování
 


Tlaková a vztlaková síla

Na sloupec tekutiny (kapaliny, plynu) nad určitou plochou působí tíhová síla. Tento sloupec pak působí tlakovou silou na plochu pod ním:

kde h je výška vodního sloupce (hloubka). Tlak nad touto plochou je:

,

Výslednicí tlakových sil působících na hmotné těleso obklopené kapalinou či plynem (nebo v případě kapaliny na jeho ponořenou část) v gravitačním poli je vztlaková síla ve směru opačném k působící síle gravitační, která je rovna tíze kapaliny o stejném objemu jako objem tělesa (Archimédův zákon).

Hustota těla vodních živočichů ( Proč se ryby neutopí?)

Následující tabulka ukazuje látkové složení těla obratlovců a jejich hustoty:

 

Látka

Tkáň obsahující výrazný podíl

Přibližná hustota   (kg/m3)

Voda

Tekutina uvnitř buněk, v mezibuněčném prostoru, krev.

1 000

Tuky

Tuková tkáň (zásobní látka na dobu očekávaného snížení příjmu potravy), tepelná popř. mechanická izolace

900

Bílkoviny

Svaly, vazivo.

1 100

Anorganické látky

Kosti, zuby, rohy a parohy, chrupavka

1 700 - 2 000

Vzduch

Zadržovaný vzduch v plicích savců a ptáků, plovacím měchýři ryb, trávicí trubici, dutinách kostí aj.

0,001

Hustotu těla výrazně snižuje zadržovaný vzduch, to ukazuje i následující tabulka pro případ lidského těla:

Hustota lidského těla

kg/m3

Po nadechnutí

945

Průměr

985

Po vydechnutí

1 025

 

Paryby (žraloci, rejnoci)

Mají chrupavčitou kostru, která má nižší hustotu než kost, jejich hustota je však i přesto větší než hustota vody, proto pokud se nepohybují a neuplatňuje se dynamická síla daná jejich aerodynamickým tvarem těla – rozdílnou rychlostí obtékání kapaliny, zůstávají na dně („spí na dně“).

Žralokům umožňuje plavání především silná ocasní ploutev.

Rejnokům pomáhá velká nosná plocha jejich těla fungující podobně jako rogalo ve vzduchu, na plochu působí hydrodynamická vztlaková síla.

 

Ryby

U většiny se vyvinul plynový měchýř (plovací měchýř), který během embryonálního vývoje vzniká vychlípením z trávicí trubice

Jedná se o  hydrostatický orgán kostnatých ryb a umožňuje rybám volně se vznášet v různých hloubkách. Nemají jej však všechny druhy, u některých, jako například u vranek, zaniká již během vývoje embrya.

Poměrně jednoduchý plynový měchýř se vyskytuje u ryb z čeledi jeseterovitých nebo lososovitých, který je tvořen jednou komorou spojenou se střevem. U kaprovitých ryb je měchýř rozdělen zaškrcením na dvě propojené komory. U těchto skupin dochází ke změně tlaku plynů poměrně snadno přijímáním polknutého vzduchu ze střeva nebo naopak jeho vypuzením. Naopak okounovití pak již nemají plynový měchýř se střevem nijak propojen. Tyto ryby pak musí regulovat tlak plynů v měchýři za pomoci silně prokrvené postranní komory.

Plynový měchýř může mít u různých skupin ryb specifická přizpůsobení. Například pomocí tzv. Weberova ústrojí dochází k propojení s vnitřním uchem a plynový měchýř tak slouží jako rezonátor zlepšující sluch ryby. U jiných druhů může sloužit třeba jako pomocný dýchací orgán.

Savci (kytovci)

Snížení hustoty a její regulace umožňuje kytovcům vzduch v plicích.

1

2 3
4
5

Zdroje obrázků:
[1] www.stranypotapecske.cz/ teorie/zraloci02.jpg
[2] www.mojetapety.cz/ thumb/8/49/1
[3] http://www.fiftyfifty.cz/fotografie/2007-11-c3626626/Rogalo-a-letani-s-orlem.jpg
[4] www.earthlife.net
[5]http://wallpapers.in-world.info/dolphin/delfin1.jpg