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 \(\vec{N}\)) 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 — \(\color{black}{\bigcirc}\)), и различные силы, обосновывающие выводы исследователей. Штифты имитируют водную среду.
Выбери все верные утверждения, принимая во внимание содержание текста и рисунок \(1\) с учётом масштаба \(F\_0\).
(Укажи их номера в порядке возрастания без пробелов между символами.)
Рис. \(1\). Лабораторная модель передвижения рыбы (вид сверху)
УТВЕРЖДЕНИЯ
- Равнодействующая сила \(\vec{R}\) двух сил, \(\vec{F}\_1\) и \(\vec{F}\_2\), направлена в сторону силы \(\vec{F}\_2\), и модуль равнодействующей силы равен модулю силы \(\vec{F}\_5\): \(F\_5=2F\_0\). Движущей силой, перемещающей рыбу вдоль её продольной оси, является сила \(\vec{F}\_4\).
- Равнодействующая сила \(\vec{R}\) двух сил, \(\vec{F}\_1\) и \(\vec{F}\_2\), направлена в сторону силы \(\vec{F}\_2\), и модуль равнодействующей силы равен модулю силы \(\vec{F}\_5\): \(F\_5=F\_0\). Движущей силой, перемещающей рыбу вдоль её продольной оси, является сила \(\vec{F}\_4\).
- Силы \(\vec{F}\_1\), \(\vec{F}\_2\) и \(\vec{F}\_3\) 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.
- Силы \(\vec{F}\_1\), \(\vec{F}\_2\) и \(\vec{F}\_3\), действующие на тело рыбы со стороны имитирующих водную среду штифтов \(1\), \(2\) и \(3\) соответственно, являются силами реакции опоры, которые действуют со стороны гипотетической воды на тело рыбы.
Ответ: [ ].