Измерение результирующей активной силы

Результирующая активная сила является векторной суммой всех сил, действующих на тело животного, кроме сил гравитации. Органы чувств, воспринимающие результирующую активную силу, обнару­жены у всех видов животных, ведущих подвижный образ жизни.

Беспозвоночные животные, такие как простейшие, медузы, морские ежи и звезды, моллюски и ракообразные, обитающие в водной среде, обладают специальными инерциальными биодатчиками, определяющими направление и величину результирующего вектора активных сил.

Известны два типа инерциальных органов беспозвоночных. Первый из них располагается на поверхности тела животного и представляет собой полость, внутри которой находятся тяжелые тела сферической формы (рис. 5, а). Полость, как маятник, подвешена на тонкой перемычке. Вокруг подвеса маятника располагаются рецепторные клетки с длинными упругими волосками. При наклоне тела животного или его уско­ренных движениях маятник отклоняется и изгибает чувствительные волоски, вследствие чего рецепторы вырабатывают соответствующие сигналы.

а) б)

Рис. 5. Инерциальные биодатчики беспозвоночных животных.

Инерциальный измеритель второго типа находится внутри тела животного. Он состоит из полости, заполненной студенистой жидкостью, внутри которой находятся тяжелые частицы, которые могут свободно перемещаться в этой жидкости (рис. 5, б). Внутренняя поверхность полости покрыта упругими волосками. В основа­нии каждого волоска имеется рецептор, реагирующий на его изгибы. При воздействии силы на тело животного или при его наклоне тяжелые частицы смещаются и вызывают соответствующие изгибы волосков, что обуславливает реакцию их рецепторных элементов.

Летающие насекомые в качестве чувствительного элемента, воспринимающего направление и величину результирующего вектора активных сил, используют собственное тело. Структура тела этих существ такова, что в полете центр его масс находится ниже места приложения подъемной силы крыльев, поэтому ле­тящее насекомое представляет собой маятник, подвешенный на крыльях (рис. 6, а). В местах крепления крыльев к телу имеется несколько групп ре­цепторных элементов, которые одним концом связаны с основанием кры­льев, другим - с грудной клеткой насекомого. При маневрировании насекомого его тело откло­няется, и рецепторы вырабатывают соответствующие сиг­налы.

Позвоночные животные имеют органы чувств, измеряющие отдельные проекции результирующего вектора активных сил.

а) б)

Рис. 6. Инерциальные биодатчики летающих насекомых и позвоночных животных.

Каждый такой биодатчик состоит из полости, за­полненной жидкостью, внутри которой находится тяже­лая кристаллическая пластина (рис. 6, б). Она лежит на студенистой подушке и может скользить по ней как по плоской направляющей. Между пластиной и основанием имеется упругая связь, осуществляемая с помощью волосков. В основании упругих волосков находятся рецепторные клетки, обладающие избирательной чувствительностью. При воздействии силы плас­тина смещается, упругие волоски растяги­ваются, вследствие чего на выходе рецепторных клеток возникают сигналы, характеризующие величину и направление действующей силы.

Дата добавления: 2014-01-04