Física no mundo animal: libélulas e seu voo

Libélulas podem ser chamadas panfletos natos. No ar, esses insetos passam muito tempo e a maioria das espécies mostra facilmente exemplos de acrobacias. Por exemplo, uma libélula pode pairar no ar, voar muito rápido ou muito lentamente, mudar de repente sua direção de vôo em qualquer direção. As libélulas têm quatro asas, que agem independentemente uma da outra. Alguém poderia pensar que os movimentos das asas dianteiras e traseiras são sincronizados de tal forma que ambas as asas formam um único todo, um plano. Mas isso não é verdade.

Vale ressaltar imediatamente que o princípio do voo da libélula não é único, é usado por muitos insetos, tanto de duas asas como de quatro asas. No centro de tudo está a ocorrência de tração, no caso em que as abas com asas abaixadas são mais rápidas que as abas para cima. Comparado ao aparelho de vôo da maioria dos insetos, esse sistema em libélulas é muito mais complicado. Para que? O fato é que essa complicação permite que as libélulas realizem técnicas no ar que não estão disponíveis para a maioria dos outros insetos. Além disso, as libélulas podem acelerar a uma velocidade muito alta de 40 quilômetros por hora.

Uma análise mais detalhada da colocação das asas de libélula mostra que a distância entre as articulações das asas dianteiras e traseiras é muito menor que a largura dessas asas. E mesmo se eles se divorciarem amplamente, de qualquer maneira, com movimentos que se aproximam, essas asas devem se agarrar. De fato, a libélula não apresenta nenhum inconveniente durante o vôo. Eles estão tentando (embora "tentando" - uma pequena palavra errada) combinar os contornos das asas dianteiras e traseiras. Ao voar para a frente, as asas das libélulas divergem e, ao convergir, batem palmas.

Além disso, neste caso, os planos das asas superior e inferior não são paralelos. As extremidades das asas se movem ligeiramente atrás das anteriores durante o movimento. Assim, com um retalho, as asas superior e inferior se formamuma cunha em colapso, como resultado da qual uma corrente de ar é lançada para trás, criando uma força reativa que empurra a libélula para frente. Especialistas dizem que o layout das asas da libélula é ideal para o vôo.



Como resultado, na maioria dos casos, as libélulas voam mais rápido que suas vítimas. Além disso, esses insetos podem realizar quase qualquer tipo de manobra, girando muito rapidamente para os lados, mergulhando ou subindo. Poucos insetos podem escapar de um caçador tão rápido.

É interessante que antes os cientistas acreditavam que o uso de uma aeronave tão complexa requer grandes custos físicos para libélulas. Cientistas da Universidade de Ulm, na Alemanha, e do Royal Veterinary College, em Londres, recentemente decidiram verificar essa afirmação. Para fazer isso, especialistas desenvolveram uma libélula robótica. Foi colocado em óleo mineral através do qual o gás era passado. Bolhas subiram, simulando o movimento do ar em torno das asas em vôo. A libélula mecânica foi equipada com sensores com os quais os cientistas mediram a força necessária para elevar ou abaixar a asa.

Assim, os autores do estudo receberam dados que mostram claramente: as libélulas usam um algoritmo de vôo especial que pode aumentar a eficiência das asas desses insetos em 22% em comparação com os insetos voadores que têm duas asas. O fato é que, ao passar por uma certa parte do caminho, a asa traseira da libélula captura o fluxo de ar do movimento da asa, que está localizado na frente e, de certa forma, repele-a. Um ponto importante é que as asas das libélulas dobram das bases para os topos. Isso permite que você jogue o ar sem problemas, como as asas dos pássaros o derrubam. Os resultados do estudo do vôo da libélula por esse grupo de pesquisadores foram publicados na revista Royal Society Interface.



Quanto às manobras laterais, as libélulas fazem isso devido ao desequilíbrio das asas. Para poder mudar rapidamente para a esquerda, a libélula precisa aumentar a amplitude das asas no par de asas direito. Derrubar a libélula se torna improvável quando você considera a capacidade desses insetos de trabalhar com a posição do abdômen. Ao voar para a esquerda, para que não haja deslocamento, a libélula dobra o abdômen para a direita. A propósito, para virar à direita, a libélula precisa iniciar um pequeno colapso do par de asas esquerdo. Como resultado dessa manobra, as asas lançam uma certa quantidade de ar de volta e o inseto vira para a direita.

A propósito, acreditava-se anteriormente que as espessuras na borda frontal da asa da libélula foram projetadas para nivelar a chamada vibração. Este termo refere-se a vibrações de asas duras. Agora, alguns cientistas acreditam que esses espessamentos funcionam como amortecedores para facilitar a criação das asas superiores e inferiores. Se não fosse por esse fator, as asas superior e inferior poderiam entrar em colapso e a libélula não poderia mais voar normalmente.



Curiosamente, quando você ganha velocidade, a libélula literalmente abate suas vítimas. A força do impacto é muito alta. Mas a libélula não sofre colisões devido à sua forte e elástica cobertura quitinosa. Mas as vítimas de libélulas são menos afortunadas, elas perdem sua capacidade de se mover ou até morrer de tais colisões.

Em geral, as libélulas são um veículo ideal para o vôo e a caça. O corpo do inseto consiste em vários elementos únicos, cada um dos quais é complexo, mas eficaz.

Source: https://habr.com/ru/post/pt399053/