Правда ли, что полёт шмеля противоречит законам физики?
Существует миф о том, как учёные будто бы пришли к выводу, что шмели не должны летать, так как это противоречит законам физики. Мы решили проверить, правда ли это.
Спойлер для ЛЛ: полёт шмеля противоречит не законам физики и аэродинамики, а только той модели, которую учёные применяли к изучению механики его полёта в 1930-е
«По законам физики шмель летать не должен, но он не знает об этом и поэтому летает» — эта расхожая шутка очень популярна в интернете. Она встречается в сборниках цитат, постах в Twitter и Instagram и даже в рекламе одной аудиторской фирмы! Вопрос, правда ли это, часто задают на сервисах вопросов и ответов. Мем про шмеля, который не должен летать, приобрёл настолько большую популярность в интернете, что попал даже на «Луркмор». Упоминал об этом и Михаил Веллер в книге «Ножик Серёжи Довлатова». Кстати, то же самое вменяют в вину и пчёлам, ближайшим родственникам шмелей, а создатели мультфильма «Би муви: Медовый заговор» даже вынесли эту фразу в эпиграф.
В 1934 году французский зоолог, а по совместительству авиаинженер Антуан Маньян написал книгу «Полёт насекомых», в которой доказывал, что по законам аэродинамики шмели летать не должны. Он опирался на расчёты, сделанные его помощником, математиком Андре Сент-Лагом. Маньян писал: «Я применил законы сопротивления воздуха к насекомым и пришёл вместе с господином Сент-Лагом к заключению, что их полёт невозможен». Учёные считали, что размер крыльев шмелей (Маньян «запретил» летать не только им, но и некоторым другим насекомым) слишком мал для того, чтоб поднять в воздух тело такого размера. А ведь шмели и пчёлы собирают пыльцу, от чего их вес ещё увеличивается.
С математикой сложно спорить, и тем не менее шмели как летали до выхода книги Маньяна, так и продолжили после. Неужели их существование действительно нарушает законы физики? На самом деле, конечно, нет. Многие учёные-энтомологи уже не раз опровергали заявление Маньяна. Были ли его расчёты неверны? Нет, они были сделаны корректно, вот только, будучи ещё и авиаинженерами, учёные предполагали, что крылья насекомых движутся по тому же принципу, что и крылья самолёта. И если бы это было так, шмели, пчёлы и некоторые другие насекомые действительно могли бы разве что ползать.
Но не стоит строго судить Маньяна за это заблуждение. Шмели совершают от 150 до 300 взмахов крыльев в минуту, и уследить за этим процессом невооружённым глазом действительно непросто. Современные технологии позволили учёным точнее изучить полёт насекомых. Так, физик из Университета Корнелла Чжэн Джейн Ван доказала, что шмели не нарушают никаких принципов аэродинамики. Для этого ей понадобилось провести несколько сотен часов за суперкомпьютером, который производил моделирование и расчёты. Конечно, таких инструментов в 30-е годы XX века ещё не было.
Так как же летают шмели? Они не просто машут крыльями вверх-вниз (это, кстати, видно и на видео выше), а совершают сложные движения, создавая вокруг себя вихревые потоки воздуха, которые и держат их в полёте. В книге «Беспозвоночные. Новый обобщённый подход» Роберт Барнс, Питер Кейлоу и ещё несколько учёных зоологов описывают этот процесс так: «Когда крылья насекомого смыкаются и затем расходятся, передние, более жёсткие их края разъединяются первыми и воздух устремляется в область низкого давления, возникающую между крыльями. Работа затрачивается на ускорение массы воздуха, закручивающегося вокруг крыла, а сила противодействия включает как подъёмную, так и тяговую составляющие. Как только движение воздуха достигает максимальной скорости, крылья перестают совершать полезную работу до тех пор, пока вихрь не будет "сброшен", что произойдёт при смене крылом направления движения в нижней его точке».
Барнс Р., Кейлоу П., Олив П., Голдинг Д. Беспозвоночные: Новый обобщённый подход. М., 1992
Биолог Майкл Дикинсон из Вашингтонского университета и его коллеги из Калифорнийского технологического института с помощью технологии высокоскоростной фотографии изучили полёт шмелей, пчёл и других насекомых. Они выяснили, что весь секрет заключается в нетрадиционной комбинации коротких, прерывистых взмахов крыльев, быстрого вращения крыла, когда оно переворачивается и меняет направление, и очень высокой частоты взмахов крыльев. Но даже сейчас, спустя почти 90 лет после исследований, проводимых Маньяном, полёт шмелей, пчёл и других подобных насекомых изучен не до конца. Физики и зоологи продолжают их исследовать, меняя внешние условия среды, как сделали учёные Стэнфордского университета. Они заметили, что в зависимости от плотности воздуха движения крыльев насекомых меняются.
Таким образом, механика полёта шмеля довольно сложна и, главное, далека от принципов полёта самолётов, которые брал за основу Маньян. А значит, то, что шмели могут летать, противоречит не законам физики и аэродинамики, а только той модели, которую учёные применяли к изучению механики полёта шмеля в 1930-е.
Наш вердикт: заблуждение
В сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла)
Аудиоверсии проверок в виде подкастов c «Коммерсантъ FM» доступны в «Яндекс.Подкасты», Apple Podcasts, «ЛитРес», Soundstream и Google.Подкаст
Бременский шмель
«Сон разума рождает чудовищ»
Шмелиный или пчелиный рай
Я чего то запутался кто это. Вроде шмели. А может и пчёлы.
Но их очень много! Мёдом им, что ли там намазано?
Оказывается те самые "шмели" имеет продолжение спустя годы
Наверняка это страшный баян, но баянометр пикабу почему-то ничего не нашел.
Все ж помнят вот этот древнючий когда-то завирусившийся видос с детской песенкой.
Да, у песни оказывается есть вполне адекватные слова. Мне почему-то казалось, что это просто невнятная ипровизация, чем меня и зацепило.
Текст песни:
А пушистые шмели
А пушистые шмели
Ой пургу здесь навели
Те пушистые шмели
Разгребал я всё три года
Уа па дуба уап туда
Лишь хорошая погода
Меня метала туда сюда
(Автор: Арина Ростовская)
Так вот, оказывается девчонки собирались и делали новую версию=) С удилением нечаянно обнаружил этот ролик. Вдруг кто не видел.
Баян не мой, я только разместил его на пикабу!
Земляной шмель: Решение сложных задач и способность играть в своё удовольствие. Уровень развития интеллекта обычного шмеля просто поражает!
За насекомыми давно закрепился стереотип о том, что это просто биороботы, безэмоционально выполняющие заданные эволюцией программы. Если бы земляной шмель умел говорить, он с вами бы не согласился. В его жизни нашлось место сложным математическим задачам, заботе и даже развлечениям!
Они милые, честно!
Главная причина, по которой я выбрал эту животину: именно его вы представляете, когда слышите слово «Шмель». Жёлто-чёрный пухляш плотно заселил Западную Сибирь, всю Европу, Аргентину, Бразилию и Тасманию. Причём, за пределы Евразии насекомое выбралось благодаря людям. Но в отличие от большинства понаехавших, работяга не уничтожил местные экосистемы, а дополнил их.
Гнёзда шмелей используют в качестве небольших станций по опылению внутри теплиц. Для этого их и привезли на другие континенты. А потом насекомые разлетелись по окрестностям.
Вне зависимости от региона обитания, хитиновые пирожочки ведут себя одинаково: басовито гудят и перелетают от цветка к цветку в поисках нектара и пыльцы. А вместить в себя они могут много, в рабочей особи от 11 до 17 миллиметров длины. Ну не красота ли?
Маленькость в твоих руках. Не потеряй её и не сломай.
Но главная красота, как известно, красота внутренняя. И этого у шмеля тоже в достатке. Например, он изобрёл очень простую и элегантную систему внутреннего обогрева, которая позволяет поддерживать температуру в 40 градусов даже в арктических широтах. Быстро сокращающиеся грудные мышцы выделяют тепло, которое разносится гемолимфой по организму. Благодаря этой способности шмели встают на крыло раньше пчёл или других опылителей, им не страшны последние заморозки.
Это я выбираюсь из-под опавшей листвы и спешу на учёбу в 8 утра, пока у остальных пары начинаются в 9...
Земляные шмели — очень мирные и общительные существа. Они живут в небольших подземных колониях, где плотность населения очень высока. Их это устраивает, ведь так проще обогревать общий дом. В каждом крупном гнезде обитает 300-400 рабочих, десяток-другой трутней и единственная королева. Иногда к ней присоединяется свита из дочек. Принцессы некоторое время работают наравне со всеми и лишь потом покидают гнёздышко для основания собственного дома.
Добро пожаловать в гости! Чувствуй себя как дома!
Чтобы организовать быт такого гнёзда, каждый его житель должен чётко понимать, что ему надо делать. И это действительно так, в шмелином мозге около миллиона нейронов (у человека 100 миллиардов), но используются они крайне эффективно.
Жёлтым окрашена нервная система пчел и шмелей. В относительных величинах она довольно крупная.
Каждый рабочий держит в своей голове подробную карту местности площадью в несколько гектаров. Перед вылетом на сбор сладостей он рассчитывает маршрут, позволяющий утащить максимум нектара за минимум сил. Причём чем взрослее членистоногое, тем лучше и быстрее оно строит маршруты! Проще говоря, более старые особи — более опытны.
Человек, верни цветок на место! Я из-за тебя все ориентиры потеряла!
Но это ещё цветочки, шмели способны решать пространственные задачи, которые не встретишь в дикой природе. В 2016 году учёные из Британии научили насекомых тянуть за верёвочки, чтобы открыть себе доступ к цветам. Дальше — интересней. Необученные шмели наблюдали за своими тренированными сестричками и тоже учились тянуть за канаты. Со временем это знание распространилось среди всех жителей гнезда.
Под синей пластинкой спрятан искусственный цветок с сахарозой. И совсем скоро шмель до неё доберётся!
У такого развитого интеллекта появился неожиданный побочный эффект, членистоногие научились... играть! Зоологи из Британии и Финляндии провели следующий эксперимент: в течение 18 дней они открывали временный доступ в камеру со вкусняшками и шарами различных размеров на 3 часа. И не было ни одного шмеля, который проигнорировал бы шарики! Каждая особь катала их туда-сюда от 1 до 44 раз в день! Это нерациональная трата времени и ресурсов, но насекомым, похоже, было наплевать.
Смотрите, она играет!
На второй фазе эксперимента работягам дали выбор: добираться до пищи коротким путём или идти через тоннель с шариками. И большинство шмелей выбирали второй вариант. Конечно же, они играли с шариками в процессе.
На третьей фазе эксперимента приучали к связи между цветом и шариками. После эксперимента шмелей больше заинтересовывали цвета, которые ассоциировались с игрой в шарики.
Я могу сделать сразу 2 вывода из своей же статьи, вам нет нужды гадать, что хотел сказать автор. Первый — шмели объективно классные, у вас нет шансов меня переспорить. Второй — играйте и развлекайтесь! Ведь даже насекомые позволяют себе отдохнуть, чем вы хуже?
Шмель
Вышел на балкон покурить, а тут ШМЕЛЬ! И так мимо моей небритой рожи с криком «а ну-ка подвинулся» пролетел. Я аж сигарету выронил. А ничего, что у нас 14 ноября? Ты какого хера не спишь? Пусть за бортом солнышко и +15, но всёжтаки ноябрь!!!
Полез яндексить про них. И наконец-то понял, почему они такие жиртресты! Садитесь и слушайте!
Короче, шмели — прототип автомобилей. Это единственные животинки с коробкой передачь, причём коробка у них робот, а не автомат ваш. Они просыпаются раньше всех и заводят двигло на холостом ходу. Вот у меня первая тачка была Опель Кадет 1984 года, я так же двигло прогревал. Вобщем, шмель проснулся по утру и зажжжжужал, при этом крылья у него не двигаются. Пока он мотор прогревает — побриться, помыться, поссать, чай с бутером слопать. Короче, пока он макияж наводит — температура тушки греется и можно летать даже тогда, когда казявкам летать и двигаться по законам термоденамики запрещено (да и по законам аэродинамики шмель летать не должен. Он просто в школу не ходил и не знает об этом — ему пофиг).
Потом икнув и пукнув вылетает пожрать. Жрёт все цветы, которые открыться успели с первыми лучами солнца, а которые не открылись — сам откроет! И это безобразие продолжается до тех пор, пока он с цветка уже взлететь не может.
После бабочек и улиток просыпаются пчёлы. Выходят такие из улья, а там в радиусе взрыва атомной бомбы всё сожрано, и только толстая полосатая жопа из одуванчика торчит. Лежит, пердит, икает. А жу-жу-жу-жу-жу, а я тут всё сожрал!
Главпчёл такой: «Ну йоптваюмать, Михалыч!»
Именно поэтому пчёлы придумали разведку и танцы с бубном, чтобы показать своей банде где этот толстожопый ещё небыл.
Если заметите летом жиртреста в полосатых трусах — не пытайтесь его спасать, он просто ужратый в гавнину. Дайте ему отоспаться — сам потом улетит. Ну просто вспомните вписки в студенчестве. Вам приятно было, когда вы только вертолёт посадили и начали засыпать, а тут вам то воду предлагают, то спрашивают у вас, как дела?
Короче, мужики, наше тотемное животное — ШМЕЛЬ!
И вот вам рекламка пива 15 летней давности. Про шмеля.