В лесу
Вы приближаетесь к лесу. Подойдя к опушке, крикните какое-либо короткое односложное слово. Вам ответит эхо. А что такое эхо? Это отражение звука от стены леса. Звук проходит в среднем 330 метров в секунду. Зная это, вы можете определить, сколько метров осталось пройти до опушки. Допустим, вы услышали эхо ровно через секунду после крика. Нетрудно подсчитать, что до леса осталось 165 метров.
В стороне от опушки одиноко растет могучий красавец-дуб. Ему не страшны никакие ветры. Силе ветра он противопоставляет силу своего ствола, ветвей, корневой системы, крепких черенков листьев. А другие деревья решают проблему устойчивости по-иному. Крона березы, например, расположена равномерно по высоте, и давление ветра на нее значительно. Но ветви березы легко изгибаются от ветра и располагаются, как стрелка флюгера, по его направлению. Этим в значительной степени уменьшается давление на дерево.
У ели иглы расположены неподвижно и так густо, что между ними трудно пройти ветру, и он оказывает значительное давление на дерево. Поэтому на открытых местах вы ель не увидите. Кстати, она обычно растет на сыром грунте. Почему?
В сыром грунте корни ели находят достаточно влаги близ поверхности. Они широко разбегаются вокруг дерева, но не проникают в глубину.
А вот сосна растет на сухих местах, поэтому она вынуждена искать воду на большой глубине. Ее корни проникают в землю очень глубоко. Кстати, благодаря этому сосна более устойчива (рис. 10). В лесу вы чаще встретите поваленные ели и значительно реже — сосны.
Обращали ли вы внимание на то, что даже в густом лесу всегда можно встретить поваленные ветром деревья, а в открытом поле, где ветер значительно сильнее, одиноко стоящие деревья сваливаются ветром очень редко. Чем это можно объяснить?
Конечно, ветер в лесу слабее, но деревья там растут в иных условиях. В тени леса нижние ветви отмирают, и крона дерева поднимается высоко вверх. При этом перемещается и центр тяжести всего дерева. Но вы ведь помните закон механики, устанавливающий, что устойчивость тела зависит от положения его центра тяжести: чем ниже центр тяжести, тем устойчивее тело. Из-за повышенного центра тяжести деревья в лесу становятся менее устойчивыми. А на открытом месте деревья не так высоки, кроны их располагаются ниже. В таком приземистом дереве центр тяжести лежит ближе к корням, и оно лучше противостоит напору ветра.
«Шелест леса», «шум леса» — эти выражения вы часто встречаете в художественной литературе, в песнях. Так называются и некоторые музыкальные произведения. А задумывались ли вы над тем, какой лес шумит, а какой — шелестит?
В лиственном лесу слышен шелест, слабый или сильный, в зависимости от ветра. Хвойный лес издает низкий, глухой гул, шумит. Чем вызываются эти звуки?
Шелест лиственного леса вызывается трением отдельных листьев друг о друга. А в хвойном лесу струи воздуха огибают при ветре ветки и иголки хвои. При этом за ними образуются маленькие вихри, издающие слабый шипящий звук. Сливаясь вместе, эти слабые звуки создают шум леса.
В лесу немало насекомых — летающих, прыгающих, бегающих. Летающие, понятно, машут крыльями. Как определить, кто машет крыльями быстрее: например, шмель или комар?
Это нетрудно определить по звуку. Звук — это колебания воздуха. Такие колебания создаются крыльями любого летающего насекомого — мухи, комара, стрекозы, бабочки. Но ухо человека воспринимает далеко не все колебания, происходящие близ нас. Если тело (в данном случае крыло насекомого) совершает в секунду менее 16 колебаний, то мы звука не слышим. Если оно совершает более 15—22 тысяч колебаний, мы тоже не слышим его. Причем верхняя граница восприятия тонов у разных людей различна. Например, у стариков она понижается до 6 тысяч колебаний в секунду. Далее, чем быстрее колебания тела, тем выше звук. Поэтому понятно, что если шмель или муха издают жужжание, а комар — тонкий писк, то это значит, что он машет крыльями быстрее, чем муха или шмель, бабочка машет крыльями совсем медленно, поэтому звука мы не слышим.
Насекомые издают звук не только при полете. Некоторые жуки издают скрипучие звуки трением сегментов брюшка о твердые надкрылья. Ряд саранчевых насекомых имеет специальные зубчики на прыгательных ногах. Двигая ногами, они задевают этими зубчиками за края крыльев; зубчики приходят в колебание, и насекомые издают звук, «стрекочут». А у кузнечика по бокам тела имеются особые выступы: двигая ногами, он задевает их, выступы колеблются и издают звук.
Ну, раз вы занялись наблюдениями над насекомыми, то обратите внимание на работу неутомимых тружеников — муравьев. И вы согласитесь с одним зоологом, который описывает работу муравьев так:
Если крупную добычу тащит десяток муравьев по ровному месту, то все действуют одинаково, и получается внешность сотрудничества. Но вот добыча — например гусеница — зацепилась за какое-либо препятствие, за стебель травы, за камешек. Дальше вперед тащить нельзя, надо обогнуть. И тут с ясностью обнаруживается, что каждый муравей по-своему, и ни с кем из товарищей не сообразуясь, старается справиться с препятствием. Один тащит направо, другой налево; один толкает вперед, другой тянет назад (рис.11). Переходят с места на место, хватаются за гусеницу в другом месте! и каждый толкает или тянет по-своему. Когда случится, что силы работающих сложатся так, что в одну сторону будут двигать гусеницу четыре муравья, а в другую шесть, то гусеница в конце концов двинется именно в сторону этих шести муравьев, несмотря на противодействие четырех». Выручает закон сложения сил, действующих под углом одна к другой.
Возможно, вам удастся встретить в лесу белку. Для чего ей нужен большой пушистый хвост? Для того, для чего нужен стабилизатор самолету или планеру. Хвост помогает белке сохранить устойчивость в полете при прыжках по деревьям. А зачем пушистый хвост лисе, которая, как известно, на деревья не лазит? Ей он служит рулем, позволяющим резко и круто сворачивать на быстром бегу.
Вы подходите к лесному ручью. По камешкам бежит холодная, прозрачная вода. Слышно тихое, но неумолчное журчание. Почему журчит ручей?
Падая с камешка на камешек, струи воды захватывают и погружают частицы воздуха. Эти частицы немедленно всплывают, образуя на поверхности воды пузырьки, которые тотчас же лопаются. При этом возникают слабые звуки, они сливаются и создают своеобразный шум, который мы называем журчанием.
Прил. Журнала Юный техник № 3-65г