Задание

Дизайн природы

В физике с помощью физических закономерностей, которые доказываются в эксперименте и формулируются на математическом языке («языке функций»), изучаются механические явления с использованием различных физических моделей (например, материальная точка, абсолютно твёрдое тело и др.) — упрощённых схем, конструкций реальных объектов с сохранением важных, т. е. характерных свойств.

«Инструменты» физики позволяют объяснять явления природы, стремясь к балансу качественного и количественного описания в других науках (биология, химия, география и т. д.).

Природа как естественный дизайнер (от англ. design — проектировать, задумывать), «специалист по удачному проектированию объектов» предоставляет нам различные образцы функциональности и гармоничности в живой природе, демонстрируя принцип — «проверять алгеброй гармонию» (из трагедии А. С.Пушкина «Моцарт и Сальери» (1832): «...Поверил я алгеброй гармонию...»).

Одним из функциональных «дизайнерских творений» природы являются обитающие в воде позвоночные животные — рыбы. Их физические (скорость, мышечная сила и др.) и биологические (строение и функционал тела) характеристики передвижения напрямую определяются формой и строением тела. Исследователями были сформулированы следующие выводы, касающиеся передвижения рыб:

а) предпочтительный способ передвижения — поперечное колебание хвостом;

б) другой способ передвижения — движение парных и непарных плавников;

в) при передвижении рыбы происходят одновременные движения хвоста и всего тела;

г) сопротивление, которое оказывает вода (сила нормального давления или реакции опоры N) на поверхность движущегося хвоста рыбы, является источником возникновения движущей силы при передвижении рыбы.

На рисунке 1 изображены лабораторная модель для исследования движения рыбы в воздухе по поверхности доски, на которой расположены выступающие гладкие округлые штифты (их обозначение — ◯), и различные силы, обосновывающие выводы исследователей. Штифты имитируют водную среду.

Определи всеверные утверждения, принимая во внимание содержание текста и рисунок 1 с учётом масштаба F0​.

(Укажи их номера в порядке возрастания без пробелов между символами.)

Рис. 1. Лабораторная модель передвижения рыбы (вид сверху)

УТВЕРЖДЕНИЯ

1) Равнодействующая сила R двух сил, F1​ и F2​, направлена в сторону силы F1​, и модуль равнодействующей силы равен 2F0​. Сила F3​ является движущей силой, перемещающей рыбу вдоль её продольной оси.

2) Равнодействующая сила R двух сил, F1​ и F2​, направлена в сторону силы F2​, и модуль равнодействующей силы равен модулю силы F5​: F5​=2F0​. Движущей силой, перемещающей рыбу вдоль её продольной оси, является сила F4​.

3) Силы F1​, F2​ и F3​, действующие на тело рыбы со стороны имитирующих водную среду штифтов 1, 2 и 3 соответственно, являются силами нормального давления, которые действуют со стороны гипотетической воды на тело рыбы.

4) Силы F1​, F2​ и F3​ являются силами, которые действуют со стороны тела рыбы на имитирующие водную среду штифты 1, 2 и 3 соответственно, т. е. это вес тела рыбы в точках соприкосновения со штифтами.

Ответ:.