РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ползком на брюхе: Тайна змеиной чешуи

Рожденные ползать змеи вполне комфортно чувствуют себя даже на самой гладкой поверхности. Ученые решили раскрыть секрет их быстрого и крайне неудобного (на наш взгляд) способа передвижения.
Тэги:
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Каждый, кому доводилось наблюдать за змеями, наверняка замечал, как быстро эти гибкие создания способны перемещаться. Иногда их скорость заметно превышает скорость нашего бега, хотя, на первый взгляд, ползание — весьма неудобный способ. Пока что не имеется определенного и однозначного мнения о том, как именно змеи ползают и какие физические механизмы лежат в основе этого процесса. Так, считается, что, изгибаясь, они просто отталкиваются от мелких неровностей почвы, камешков и веточек. Однако недавнее исследование опровергает это мнение.

Дэвид Ху (David Hu) рассказывает, что при внимательном изучении обнаружилось: чешуйки на брюхе змеи ориентированы таким образом, что препятствуют смещению в направлении хвоста и вбок. Он говорит: «Таким образом, эти чешуйки создают предпочтительное направление движения — примерно так, как у лыж или коньков, или обычных колес. Для всех этих средств передвижения направление вперед куда менее энергозатратно, чем смещение в сторону».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Такое явление можно назвать «фрикционной анизотропией», то есть неравномерным трением при движении в разные направления. В принципе, его существование было предположено и раньше, но детали до сих пор оставались неизвестными.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Чтобы изучить это свойство чешуи, для начала Дэвид Ху и его коллеги создали математическую модель движения змей, определив скорость перемещения центра масс змеи, как функцию от скорости и размера «волн», пробегающих по ее изгибающемуся телу, а также от фрикционной анизотропии ее чешуек. Модель двигалась так, как и положено змее, продемонстрировав, что ее перемещение складывается из энергичных движений тела, которые «направляются» неоднородностью трения, создаваемого особенностями строения чешуек.

Свои теоретические выкладки ученые проверили в нескольких экспериментах. Они замерили трение, которое создают чешуйки в различных направлениях, изучили ползание змей на плоских и гладких поверхностях — и все опыты подтвердили справедливость описанного механизма. Предсказанные моделью цифры прекрасно согласовались с практическими измерениями.

Загрузка статьи...