§ 50. Какие функции выполняют рычаги в организме животных?

Естествознание, 5 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Глава 5: Энергия и движение. Страницы 97–101.

Чему научишься

• Объяснять, что такое опорно-двигательный аппарат и из каких частей он состоит.
• Понимать, что такое скелет и рычаг.
• Находить кости-рычаги в скелете кошки и человека.
• Называть рычаги у рыб, членистоногих и моллюсков.
• Приводить примеры рычагов в быту.

Разминка

• Что общего у лягушки, газели, зайца, паука и морского гребешка с картинок параграфа? Все они животные и все двигаются: лягушка и заяц прыгают, газель скачет, паук бегает, гребешок хлопает створками раковины и плывёт.
• За счёт чего они двигаются? У каждого есть твёрдая опора (кости, панцирь, раковина) и мышцы, которые эту опору двигают.
• Как ты понимаешь поговорку «Движение — жизнь»? Двигаясь, живые существа добывают пищу, убегают от врагов, ищут дом. А тот, кто много двигается, обычно крепче и здоровее.

Разбираемся

Опора и мотор: опорно-двигательный аппарат

Чтобы машина ехала, нужен кузов с колёсами и мотор. У животных так же: есть опора и есть «мотор».

📌 Опорно-двигательный аппарат помогает животному передвигаться и держать положение тела, придаёт телу форму и участвует в обмене веществ.

Его делят на две части:

• пассивная — кости и их соединения (суставы). Сами они не двигаются, их двигают;
• активная — скелетные мышцы. Мышцы сокращаются и тянут за собой кости.

🌟 У тёплокровных животных, и у человека тоже, работающие мышцы ещё и греют тело. Поэтому зимой на морозе мы дрожим: мышцы быстро сокращаются и выделяют тепло.

Скелет — каркас тела

Основа пассивной части — скелет.

📌 Скелет — кости, соединённые в определённом порядке. Они образуют твёрдый каркас (остов) тела.

На рисунке в параграфе — скелет кошки. В нём подписаны:

• череп с глазницами;
• позвоночник: шейные позвонки (первые два — атлант и осевой), грудные, поясничные, крестцовые и длинный хвостовой отдел;
• рёбра и грудина — они защищают сердце и лёгкие;
• передняя лапа: лопатка, плечевая кость, лучевая и локтевая кости, кости запястья, пястья и фаланги пальцев;
• задняя лапа: бедренная кость, коленная чашечка, большая и малая берцовые кости, кости заплюсны, плюсны и фаланги.

💡 Сравни со своим скелетом: у тебя те же кости! Плечевая, локтевая, лучевая, бедренная… Просто у кошки они другой длины и формы, а ходит она на пальцах.

Что такое рычаг

📌 Рычаг — простейший механизм: твёрдое тело, которое может поворачиваться вокруг неподвижной опоры. С его помощью меньшей силой можно уравновесить большую.

На рисунках в параграфе двое: древние египтяне поднимают каменный блок для пирамиды длинной жердью на опоре, а силач подложил под палку бревно и приподнимает тяжёлый валун. Палка — рычаг, бревно — опора.

🌟 Древнегреческому учёному Архимеду приписывают слова: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю». Он первым объяснил, как работает рычаг.

Правило рычага простое: во сколько раз длиннее плечо, во сколько раз меньше нужна сила. Проверь на качелях.

Кости-рычаги

В скелете рычагами работают все кости, которые могут двигаться: кости рук и ног, нижняя челюсть, череп, фаланги пальцев. Опора — сустав, а силу даёт мышца.

Вот пример. Твой бицепс прикреплён к предплечью совсем близко к локтю. Мышца сокращается всего на пару сантиметров, а кисть при этом взлетает на десятки сантиметров. Сила теряется, зато движение получается быстрым и размашистым.

📌 Рычаги скелета чаще всего дают выигрыш в скорости, но проигрыш в силе.

Рычаги не только у зверей

А как же животные без костей? Рычаги есть и у них:

• у кошки — подвижные когти: она выпускает и прячет их;
• у многих рыб — шипы спинного плавника: рыба поднимает их, защищаясь;
• у членистоногих (раки, пауки, жуки) — почти все членики наружного скелета: ноги, клешни, усики;
• у двустворчатых моллюсков (беззубка, мидия, гребешок) — створки раковины.

👨‍👩‍👧 Родителю. Попросите ребёнка открыть ножницами бумагу, а потом взять ножницы за самые кончики ручек и у самой оси. Где резать легче? Так рычаг становится понятен без слов.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Что такое опорно-двигательный аппарат? Кости и мышцы, которые дают телу опору, форму и движение.
• Из каких частей он состоит? Пассивная — кости и суставы; активная — скелетные мышцы.
• Что такое скелет? Кости, соединённые в определённом порядке; твёрдый каркас тела.
• Какие кости работают рычагами? Подвижные: кости рук и ног, нижняя челюсть, фаланги пальцев.

Решаем упражнения

№ 1

(задание без номера в учебнике: «Посмотри на картинки») Что общего у лягушки, газели, зайца, паука и морского гребешка?

Как думать. Посмотри, что каждое из них делает на фото, и подумай, чем оно это делает.

Ответ: все они — животные и все двигаются: прыгают, бегут, плавают. У каждого есть опора (скелет, панцирь или раковина) и мышцы, то есть опорно-двигательный аппарат.

№ 2

(задание без номера в учебнике: вопрос по тексту) Как ты понимаешь поговорку «Движение — жизнь»?

Пример ответа.

• Для животных движение — это способ выжить: найти пищу, убежать от хищника, найти пару и место для гнезда.
• Для человека движение — здоровье: крепнут мышцы и кости, лучше работают сердце и лёгкие.
• Движение помогает тёплокровным животным согреваться.
• Даже внутри нас всё время что-то движется: бьётся сердце, течёт кровь, мы дышим.

Ответ: живое существо, пока живёт, всё время двигается; без движения нет ни пищи, ни защиты, ни здоровья.

№ 3

(задание без номера в учебнике: «Как ты думаешь…») Где человек в обычной жизни использует рычаг?

Как думать. Ищи предметы, которые поворачиваются вокруг какой-то оси или опоры.

Пример ответа. Ножницы, кусачки и плоскогубцы, качели-балансир, открывашка, гвоздодёр, гаечный ключ, дверная ручка, весло, лопата (когда поддеваешь землю), тачка, колодезный журавль, весы с коромыслом.

Ответ: ножницы, качели, открывашка, гаечный ключ, лопата, весло, тачка и т. д.

№ 4

(задание без номера в учебнике: обсуждение в группе) Что служит рычагами у кошки, рыбы, рака (членистоногое) и речной беззубки (моллюск)?

Как думать. Найди у каждого животного твёрдую часть, которая поворачивается вокруг точки опоры.

Решение.

Ответ: у кошки — кости и когти, у рыбы — шипы спинного плавника, у рака — членики наружного скелета, у беззубки — створки раковины.

№ 5

(задание без номера в учебнике: вопросы к тексту про остров Пасхи) Найди на карте остров Пасхи. Как жители перевозили и ставили огромные каменные статуи и надевали на них каменные «шляпы»? Зачем они это делали?

Как думать. У древних жителей не было ни кранов, ни машин. Зато были брёвна, верёвки, камни и много людей. А что из этого может работать рычагом?

Решение.

1. Где остров. Остров Пасхи (Рапа-Нуи) лежит в южной части Тихого океана, примерно в 3500 км к западу от берегов Южной Америки. Он принадлежит Чили. Это один из самых удалённых обитаемых островов мира.
2. Как поднимали. Сам Тур Хейердал устроил опыт в 1950-х годах. Жители острова длинными брёвнами-рычагами чуть-чуть приподнимали лежащую статую и подкладывали под неё камни. Рычаг — камни, рычаг — камни… За несколько недель статуя встала.
3. Как перевозили. Учёные предлагают разные способы: на деревянных санях по брёвнам-каткам или «шагом»: статую ставили стоймя и раскачивали верёвками с боков, и она «шла» вперёд.
4. Как надевали шляпу. Вероятно, её закатывали по насыпи или поднимали рычагами вместе со статуей.
5. Зачем. Статуи называют моаи. Их считают изображениями почитаемых предков — вождей. Жители верили, что они охраняют остров.

Ответ: статуи поднимали брёвнами-рычагами, подкладывая камни, перевозили катками или «шагом» на верёвках; ставили в честь предков-охранителей.

№ 6

(задание без номера в учебнике: опыт «Понаблюдай за кошкой») Понаблюдай, как двигается кошка, и сделай вывод: какие кости-рычаги есть в её скелете?

🧪 Опыт. Оборудование: домашняя кошка (или видео с кошкой), тетрадь, карандаш, рисунок скелета кошки.

Что должно получиться. Каждый раз, когда часть тела кошки поворачивается в суставе, работает рычаг: кость — рычаг, сустав — опора, мышца — сила.

⚠️ Не хватай кошку и не дёргай за лапы и хвост: она может поцарапать. Чужих и уличных кошек не трогай — наблюдай со стороны.

👨‍👩‍👧 Родителю. Если кошки нет, подойдёт видео замедленного прыжка кошки — в нём хорошо видна работа задних лап.

🌟 Кошка может подпрыгнуть на высоту в 5 раз больше своего роста, а на короткой дистанции разгоняется почти до 50 км/ч! Когда она гонится за добычей, голова у неё остаётся ровной, а у собаки и человека при беге голова качается вверх-вниз.

Ответ: рычаги в скелете кошки — кости передних и задних лап (плечевая, лучевая, локтевая, бедренная, берцовые, фаланги), нижняя челюсть, череп на позвоночнике, когти.

№ 7

(задание без номера в учебнике: творческое, вопрос 1) Придумай 1–2 загадки про рычаг.

Пример ответа.

• Посередине бревно, по краям два седла. Один вверх, другой вниз — догадался? (Качели-балансир)
• Два конца, два кольца, посередине гвоздик. (Ножницы — это рычаг!)
• Я палка простая, но дай мне опору — и камень огромный я сдвину без спору. (Рычаг)

Ответ: любые загадки, где описана палка (или предмет), которая поворачивается вокруг опоры.

№ 8

(задание без номера в учебнике: творческое, вопрос 2) Составь не меньше 3 «тонких» (с коротким ответом) и 2 «толстых» (на размышление) вопросов по теме. Задай их одноклассникам.

Как думать. «Тонкие» вопросы начинаются со слов «кто? что? когда? как называется?». «Толстые» — «почему?», «объясни…», «что будет, если…?», «в чём различие…?».

Пример ответа.

«Тонкие»:

1. Что такое скелет?
2. Как называется активная часть опорно-двигательного аппарата?
3. Что служит рычагом у двустворчатых моллюсков?

«Толстые»:

1. Почему рычаги скелета дают выигрыш в скорости, а не в силе?
2. Что будет, если у кошки не станет подвижных суставов?
3. В чём различие скелета кошки и панциря рака?

Ответ: 3 «тонких» и 2 «толстых» вопроса, как в примере.

Шпаргалка

• Опорно-двигательный аппарат = кости (пассивная часть) + мышцы (активная часть).
• Скелет — твёрдый каркас из костей.
• Рычаг поворачивается вокруг опоры; в теле опора — сустав.
• Рычаги: кости рук и ног, нижняя челюсть, когти кошки, шипы плавника рыбы, членики рака, створки раковины.
• В быту: ножницы, качели, открывашка, гаечный ключ.

Мини-тест