Tajemnice ptasiego lotu
Ptasi lot jest zadziwiający, piękny, szybki i na długie dystanse. Człowiek zazdrościł ptakom tej umiejętności i od dawna próbował wznieść się w powietrze – z różnym skutkiem (przypomnij sobie Ikara). W końcu odkryto tajemnicę ptasiego lotu…
że woda i powietrze stawiają różny opór ciałom, które się w nich poruszają;
jakie są niektóre przystosowania ptaków do lotu.
wyjaśniać, co to jest siła nośna i jakie ma znaczenie dla ptaków;
rozpoznawać rodzaje piór i omawiać ich znaczenie.
1. Opór powietrza i siła nośna
Powietrze stawia opór obiektom poruszającym się względem niego. Opór jest tym silniejszy, im większa jest prędkość poruszającego się obiektu. W celu zmniejszenia oporu powietrza zwykle szybko poruszające się obiekty mają opływowy kształt, z wydłużoną przednią częścią. Takie kształty mają szybkie samochody, samoloty i pociągi dużych prędkości. Opór powietrza bywa też użyteczny. Wykorzystujemy go na przykład przy skokach spadochronowych.
Na ptaka w locie działają dwie siły: przyciąganie ziemskie i siła nośnasiła nośna. O sile nośnej decyduje różnica ciśnień powietrza nad i pod skrzydłem. W czasie lotu ciśnienie pod skrzydłem zwiększa się, a nad skrzydłem maleje. Siła nośna działa od dołu w górę. Siła ta powstaje z powodu różnicy prędkości, z jaką powietrze opływa skrzydło od góry i od dołu. Aby powstała, ptak musi być w ruchu. Dlatego duże ptaki, np. łabędzie, muszą wziąć rozbieg przed startem. Dopiero wówczas na ich skrzydła działa siła nośna.
2. Budowa ptaków i zdolność lotu
Ptaki dostosowały swoją budowę wewnętrzną do potrzeb lotu tak, aby zminimalizować masę ciała. Wiemy już, że służą temu worki powietrzne i brak zębów. Ogromne znaczenie mają także opływowy kształt ciała ptaków oraz pokrywa z piór.
Pióro jest zbudowane z takiej samej substancji jak nasze paznokcie. Jego oś stanowi pusta w środku rurka zwaną stosiną. Na boki wyrastają z niej promienie, a z nich mniejsze odgałęzienia – promyki. Promyki mają malutkie haczyki, dzięki którym łączą się ze sobą, tak samo jak rzepy, tworząc elastyczną płaszczyznę. Możesz to sprawdzić na dowolnym piórze ze skrzydeł lub ptasiego ogona. Można rozerwać płaszczyznę pióra i łatwo na powrót zahaczyć o siebie promyki. Ptaki często to robią, wygładzając dziobem pióra, które uległy potarganiu.
Zwykle najbliżej ciała znajdują się pióra puchowepióra puchowe. Nie mają haczyków, są miękkie i puszyste. Pełnią one funkcję izolacyjną, utrzymując stałą temperaturę ciała niezależnie od temperatury otoczenia. Ponad nimi znajdują się pióra okrywowepióra okrywowe, które nadają opływowy kształt i gładkość ciałom ptaków, pozwalając przede wszystkim zmniejszyć opór powietrza. Najdłuższe i najmocniejsze pióra znajdują się w kilku rzędach na skrzydłach. To lotkilotki, które tworzą płaszczyzny umożliwiające lot. Pióra w ogonie zwane sterówkamisterówkami umożliwiają ptakom zmianę kierunku lotu. U dzięciołów stanowią też dodatkową podpórkę, gdy ptak siedzi pionowo na pniu.
Ptaki poruszają się w powietrzu na dwa sposoby. Pierwszy polega na aktywnym, energicznym ruchu skrzydeł, który pozwala szybko poruszać się do przodu w celu wytworzenia siły nośnej wznoszącej ptaka. Drugi sposób to szybowanie bez poruszania skrzydłami. Większość ptaków stosuje go w trakcie lądowania albo obniżania wysokości lotu. Duże ptaki potrafią szybować przez długi czas, umiejętnie wykorzystując prądy wznoszące ciepłego powietrza i unikając wysiłku związanego z ruchem skrzydeł. W ten sposób latają na przykład bociany, myszołowy lub sępy.
U niektórych ptaków pióra ulegają przekształceniom. U papug niektóre z piór puchowych rozkruszają się w puder, którym ptaki te pokrywają inne pióra, by były czyste i suche. Jerzyki posiadają pióra szczeciniaste ulokowane wokół dzioba, które ułatwiają chwytanie owadów. Niezwykle fantazyjne i kolorowe są pióra ozdobne, które mają znaczenie w czasie godów oraz przy rozpoznawaniu płci i wieku ptaków.
Wyszukaj informacje, jakie znaczenie – inne niż podane w rozdziale – mogą mieć pióra u ptaków.
Podsumowanie
Przystosowania ptaków do lotu obejmują m.in. puste w środku kości, opływowe kształty ciała i worki powietrzne.
Pióra mają różną budowę i pełnią odmienne funkcje: puch pozwala utrzymać odpowiednią temperaturę, pióra okrywowe nadają opływowy kształt, a lotki i sterówki zwiększają powierzchnię nośną i pozwalają ustalić kierunek lotu.
W dostępnych ci źródłach poszukaj informacji, na jaką wysokość potrafią wznieść się ptaki. Dowiedz się, jak wielkie odległości mogą pokonywać i jak długo mogą pozostawać w powietrzu. Do czego ptakom są potrzebne te umiejętności?
Zobacz także
Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
Czy wszędzie żyje się tak samo?
Różnorodność zwierząt
Procesy życiowe zwierząt
Ptaki
Słowniczek
duże i mocne pióra na skrzydłach ptaka służące do zwiększania powierzchni skrzydła, co umożliwia lot
pióra okrywające całe ciało ptaka, chroniące go przed wilgocią oraz nadające mu odpowiedni kształt
bardzo miękkie pióra przy skórze ptaka dające mu ochronę przed utratą ciepła
siła działająca na obiekt poruszający się w wodzie lub powietrzu, skierowana prostopadle do kierunku poruszania się obiektu
duże i sztywne pióra w ogonie ptaka umożliwiające zmiany kierunku lotu
Zadania
Oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących siły nośnej.
| Prawda | Fałsz | |
| Siła nośna powstaje w wyniku różnicy ciśnienia powietrza nad i pod skrzydłem. | □ | □ |
| Dzięki wykorzystaniu siły nośnej latają owady, ptaki, helikoptery i samoloty. | □ | □ |
| Aby siła nośna działała w górę, powierzchnia skrzydła powinna mieć odpowiedni kształt. | □ | □ |
Jakie funkcje pełnią pióra u ptaków?
- Zapewniają możliwość lotu.
- Chronią przed urazami i zamoknięciem.
- Stanowią izolację cieplną.
- Ogrzewają ciało ptaka.
- Służą do obrony przed drapieżnikami.
- Sprawiają, ze ciało ptaka jest lekkie.
- Pomagają ptakom w śpiewie.
- Chronią ptaki przed pasożytami.
- Służą do zdobywania pożywienia.
Ptasi lot wymaga wiele energii, np. do przezwyciężenia oporu powietrza. Wskaż opisy cech ptaka, które umożliwiają ptakom produkcję energii do lotu.
- Krew z tlenem nie miesza się z krwią bez tlenu.
- Sprawny system „podwójnego” oddychania.
- Temperatura ciała niezależna od temperatury otoczenia.
- Do tkanek dopływa krew bez tlenu z worków powietrznych.
- Ptaki oddychają szybko za pomocą skrzeli.
- Temperatura ciała zależy od temperatury otoczenia.
- Różne rodzaje piór służą ptakom do produkcji energii.
- Machanie skrzydłami wytwarza energię do lotu.
Wskaż nazwę piór, których funkcją jest izolacja termiczna, czyli zapobieganie utracie ciepła przez ptaki.
- pióra puchowe
- pióra promykowe
- pióra okrywowe
- pióra ogoniaste
- pióra ozdobne
- pióra barwne
- pióra stosinowe
Wskaż zestaw, w którym są nazwy długich i mocnych piór na skrzydłach i w ogonie ptaków, umożliwiających im sprawne latanie.
- lotki i sterówki
- lotki i pióra puchowe
- sterówki i puchówki
- pióra okrywowe i lotki
- pióra okrywowe i puchowe
Oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących oporu powietrza.
| Prawda | Fałsz | |
| Opór powietrza wzrasta wraz z prędkością obiektu poruszającego się w powietrzu. | □ | □ |
| Opór powietrza jest zależny od masy obiektu, a nie od jego kształtu. | □ | □ |
| Na ptaki w locie nie oddziałuje opór powietrza, bo machają skrzydłami. | □ | □ |
| Opływowy kształt pozwala zmniejszyć siłę potrzebną do pokonania oporu powietrza. | □ | □ |