Учебный центр «Крисмас+»

ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ ПОЛЕТА ПТИЦ И ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИ ПОЛЕТА ОТ ЧАСТОТЫ ВЗМАХОВ

Вагизьянов Рафаил

Научные руководители Семке Андрей Иванович, Бугаенко Игорь Николаевич

МОУ СОШ № 11 г.Ейска МО Ейский район Краснодарский край

Большое значение для скорости движения птиц имеет ветер. Вообще говоря, для полета благоприятен попутный или несколько боковой ветер, но для взлета и посадки благоприятен встречный ветер. Попутный ветер при полете способствует увеличению скорости полета птицы.

Современные технические средства (наблюдения с самолетов, скоростная съемка, радары и т. д.) позволили точнее определить скорости полета птиц. Выяснилось, что при перелетах птицы в среднем используют большие скорости, чем при перемещениях вне сезона миграций. По наблюдениям с самолетов установлено, что средняя скорость перемещения птиц при перелетах колеблется между 50 и 90 км/час. Так, серые журавли, серебристые чайки, большие морские чайки летят со скоростью 50 км/час. Наибольшая скорость отмечена у черного стрижа — 110—150 км/час. Эти цифры относятся к весенним перелетам, проходящим наиболее напряженно и, вероятно, отражающим наибольшие скорости полета птиц. Осенние миграции протекают значительно медленнее, например скорости полета аистов на осенних миграциях составляют едва ли половину скорости их весеннего движения.

Гипотеза исследований:

Скорость полета птиц зависит от скорости ветра и от частоты взмахов крыльями, дальность и время полета бумажного самолета зависят от его формы; коэффициент жесткости бумаги и сила на разрыв зависят от направления волокон.

Цель исследования: измерить скорость полета птиц, на примере серой цапли, большого баклана, серебристой чайки, кряквы обыкновенной и изучить зависимость частоты взмахов на скорость полета, исследовать возможность использования бумажного самолета в качестве модели парящего полета птицы

Задачи исследования

1. Изучение имеющихся информационных, научных и Интернет ресурсов по данному вопросу.

2. Измерение скорости полета птицы и изучение зависимости частоты взмахов птиц на скорость полета

3. Исследование дальности полета и времени планирования бумажного самолета.

4. Исследование жесткости бумаги и силы на разрыв.

Объект исследования

бумажный самолет и бумага, из которой изготовлен самолет

Предмет исследования

Скорость полета птиц и зависимость частоты взмахов на скорость полета, полетные качества бумажного самолета и физические характеристики бумаги

В работе использовались следующие методы исследований: наблюдение; моделирование и эксперимент; теоретический анализ; теоретические методы

Для измерения скорости полета птиц мы выбрали участок берега в районе Таганрогского залива косы Долгой. Участок выбран неслучайно. В этом район происходит облет молодняка птиц гнездующихся на островах и в плавнях. В августе месяце в районе косы Долгой можно наблюдать полеты чайки, баклана, цапли, утки и др. Полет этих птиц осуществляется на высоте 2-5 метров от уровня моря, и визуально их легко наблюдать и фиксировать. В удалении от берега мы установили параллельно две пары буйков на расстоянии 100 метров друг от друга по кромке моря и на расстоянии двести метров друг от друга в глубину моря.

Мы фиксировали всех птиц, которые попадали в отмеченный коридор. Рассчитывали время полета, частоту взмахов крыльями и фиксировали скорость и направление ветра. Также фиксировали количество разных видов птиц участвующих в экспериментах. Наблюдения мы проводили в течение 10 дней в июле месяце, и в течение 10 дней в августе месяце.

Мы провели измерение зависимости скорости полета птиц, на примере большого баклана, от температуры водной поверхности. Измерения проводились в течение дня: утром, в обед и вечером. В течение этого времени температура поверхности воды изменялась от 24 градусов утром до 28 градусов в вечерние часы. Измерение проводились с помощью электронного термометра. При этом влажность воздуха практически не изменялась, оставаясь равной 75%. Измерения проводились с помощью стандартного гигрометрического психрометра.

Средняя скорость бакланов в наших экспериментах равна 14,38 м/с, серой цапли - 11,08 м/с, обыкновенной кряквы - 14,18 м/с. Частота взмахов у птиц зависит от направления ветра. Если серая цапля летит по ветру, то частота взмахов у нее минимальная и равна 4-5 взмахов в минуту. Против ветра частота взмахов увеличивается до 6-7 раз. Из полученных данных видно, что чем больше скорость попутного ветра, тем меньше частота взмахов. При увеличении встречного ветра частота взмахов увеличивается.

Средняя скорость серебристых чаек в наших экспериментах равна 13,86 м/с.У чаек увеличение скорости полета связано с ростом частоты взмахов крыльями. Характер связи между, скоростью полета и частотой взмахов крыльями у исследованных видов птиц позволяет предположить, что изменения частоты взмахов крыльями при изменениях скорости полета отражают изменения энергетических затрат на полет.

Наши исследования подтвердили факт роста воздушной скорости, то есть скорости, полученной в результате геометрического сложения векторов скорости ветра и скорости полета птицы относительно земли, с увеличением скорости встречного ветра. При попутном ветре воздушная скорость, как правило, несколько, снижается, но может и несколько возрастать или не изменятся вовсе.

В противоположность результатам, полученным при полете птиц в экспериментальных условиях, нами установлено, что в свободном полете против ветра частота взмахов крыльями птиц закономерно снижается с ростом его скорости. При попутном ветре частота взмахов крыльями изменяется мало.

См. также

Учебное оборудование, производимое и поставляемое ЗАО «Крисмас+» для исследования биоты

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников VIII Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»