§ 50. Как влияет давление на животный мир

Естествознание, 6 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Раздел 5: Энергия и движение. Страницы 103–108.

Чему научишься

• Приводить примеры, как животные увеличивают давление (жала, когти, клыки, иглы).
• Объяснять, как животные уменьшают давление на почву, песок и снег.
• Рассказывать, как обитатели глубин справляются с огромным давлением воды.
• Объяснять, как животные пользуются атмосферным давлением (присоски, хобот слона, полёт птиц).

Разминка

Вспомни § 48.

• Как давят твёрдые тела? Давление равно силе, делённой на площадь: $P = \frac{F}{S}$. Чем меньше площадь, тем больше давление.
• Как меняется давление в жидкостях и газах? В жидкости оно растёт с глубиной (на 100 кПа каждые 10 м). В воздухе падает с высотой (на 12 кПа каждый километр).
• Как передаётся давление в жидкостях и газах? Во все стороны одинаково. На одной глубине давление одинаковое.

Разбираемся

Острое — значит, мощное

Люди научились менять давление: точат ножи, делают широкие гусеницы. Но природа додумалась до этого гораздо раньше. В борьбе за жизнь выживали те, кто лучше приспособился.

Вспомни правило: меньше площадь — больше давление. По этому правилу устроены:

• острые клыки и зубы хищников;
• когти птиц и кошек;
• жала ос, пчёл и шмелей;
• хоботок комара — он тоньше волоса и легко прокалывает кожу;
• иглы ежа.

🌟 Есть известная история, будто ёж катается по яблокам и грибам, накалывает их на иглы и несёт в норку. Она есть даже в мультфильмах. Учёные, которые наблюдают за ежами, такого почти не видели. Ежи едят в основном жуков, червей и слизней, а запасов на зиму не делают.

📕 В учебнике история про ежа, который носит яблоки и грибы на иголках, подана как факт. Зоологи считают её скорее легендой.

Широкое — значит, мягкое

Иногда большое давление мешает: на мягком песке, болоте или рыхлом снегу легко провалиться. Тогда выручает большая площадь опоры.

• Верблюд, «корабль пустыни», стоит на широких мозолистых подушках ступней. Он не вязнет в песке и быстро идёт по барханам.
• Страус тоже бегает по песку. Он развивает скорость до 20 м/с — это 72 км/ч, как машина на загородной дороге!
• Слон — самое крупное животное суши. Под кожей его подошвы есть упругая «подушка» из студенистой ткани с эластичными волокнами. Когда слон наступает, подушка расплющивается, площадь ступни растёт, и давление на почву уменьшается. Поэтому слон ходит почти бесшумно.
• Росомаха давит на снег меньше всех хищников. Её широкие мохнатые лапы работают как снегоступы, и она быстро бегает по рыхлому снегу.

💡 Слон тяжелее коровы раз в десять, а давит на землю в два раза меньше! Всё дело в огромной площади его ступней.

А вот оса и комар давят жалом невообразимо сильно: по данным учебника, оса — около 33 млн кПа, комар — около 100 млрд кПа. Это в сотни миллионов и даже в миллиард раз больше атмосферного давления.

Жизнь под толщей воды

В морских глубинах кипит жизнь, хотя давление там огромное. Чем глубже, тем сильнее давит вода. Разница давлений на разной глубине создаёт выталкивающую силу. Она поддерживает тело в воде и помогает справляться с силой тяжести. Поэтому самые огромные животные живут именно в океане.

🌟 Синий кит — самое большое животное на планете. Длина — до 30 м, масса — до 160 тонн. Это примерно в 25 раз тяжелее африканского слона!

Киты ныряют за едой на глубину до 3 км. Там вода давит примерно в 300 раз сильнее, чем у поверхности. Как кит это выдерживает?

1. Перед нырком кит делает несколько глубоких вдохов и запасает кислород.
2. Дыхательные пути кита укреплены прочными хрящами. Лёгкие под давлением безопасно сжимаются, а не рвутся.

📕 В учебнике сказано, что лёгкие кита из-за хрящей не сжимаются. По современным данным, при глубоком нырке лёгкие кита спадаются, а хрящи укрепляют дыхательные пути.

3. При нырянии сердце бьётся почти вдвое реже — кислород тратится экономнее.
4. Толстый слой жира почти не сжимается и помогает держаться в воде.

На самом дне живут удивительные глубоководные рыбы. На рисунке — рыба-удильщик со светящимся «фонариком» на голове. У многих глубоководных рыб нет плавательного пузыря. Они обычно маленькие (в среднем около 12 см), а большую часть тела занимает огромная пасть. Даже акулы на глубине до 3 км мелкие: их так и называют — акула-карлик, акула-пигмей.

⚠️ Частая ошибка. «На глубине рыбу должно сплющить». Нет: тело рыбы почти целиком из воды, а вода почти не сжимается. Давление внутри и снаружи уравновешено. Опасен для рыб резкий подъём наверх: если глубоководную рыбу вытащить на поверхность, ей станет плохо.

Атмосферное давление на службе у животных

• Муха бегает по потолку. Долгое время считали, что на её лапках присоски. Внутри присоски почти нет воздуха, а снаружи её прижимает атмосферное давление.

📕 В учебнике сказано, что муха держится на потолке присосками. По современным данным, её удерживают липкие подушечки с волосками на лапках.

• Осьминог и пиявка держатся присосками. Присоска расширяется, внутри неё образуется почти безвоздушное пространство, и наружный воздух (или вода) прижимает её к поверхности.
• Слон пьёт так: опускает хобот в воду и втягивает воздух. Атмосферное давление заталкивает воду в хобот. Потом слон изгибает хобот и выливает воду в рот.
• Степные орлы с размахом крыльев до двух метров поднимаются так высоко, что с земли кажутся точкой. Они быстро взлетают туда, где давление низкое, и ещё быстрее пикируют вниз, со скоростью до 200 км/ч. Их тело пронизано воздушными мешками, связанными с лёгкими. Поэтому давление внутри тела птицы быстро выравнивается с наружным.

👨‍👩‍👧 Родителю. Покажите ребёнку присоску (крючок для полотенца в ванной). Прижмите её к кафелю и попросите оторвать. Спросите: «Что её держит, если клея нет?» Ответ — давление воздуха снаружи.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Как животные увеличивают давление? Острыми зубами, клыками, когтями, жалами, иглами — у них маленькая площадь.
• Как животные уменьшают давление на опору? Широкими ступнями, мягкими подушками, мохнатыми лапами.
• Что помогает киту нырять глубоко? Запас воздуха, укреплённые хрящами дыхательные пути, редкий пульс, жир.
• Как присоска держится на стекле? Под ней почти нет воздуха, а снаружи её прижимает атмосферное давление.

Решаем упражнения

№ 1

Вспомни: как давят твёрдые тела?

Ответ: твёрдое тело давит на опору своим весом. Давление тем больше, чем больше сила и чем меньше площадь опоры: $P = \frac{F}{S}$.

№ 2

Как изменяется давление в жидкостях и газах?

Ответ: в жидкости давление растёт с глубиной (примерно на 100 кПа на каждые 10 м). В атмосфере давление уменьшается с высотой (примерно на 12 кПа на каждый километр у поверхности Земли). Давление газа растёт при нагревании.

№ 3

Каким образом передаётся давление в жидкостях и газах?

Ответ: жидкости и газы передают давление во все стороны одинаково. На одной глубине давление вниз, вверх и вбок одинаковое.

№ 4

(задание без номера в учебнике: письменное) Прочитай материал параграфа и отметь в тетради, какие животные и как используют давление.

Как думать. Раздели записи на три группы: давление твёрдых тел, давление воды, атмосферное давление.

Решение.

Ответ: таблица из трёх-четырёх групп, как выше.

№ 5

(«Обсуди с ребятами», вопрос 1) Смогли бы динозавры ходить по современной пустыне?

Как думать. Сравни давление апатозавра с давлением животных, которые сейчас живут в пустыне.

Пример ответа.

• По таблице давление апатозавра на почву — около 290 кПа. Это в 4 раза сильнее слона и в 14–15 раз сильнее человека.
• Пустынный песок рыхлый и сыпучий. Огромное давление ног продавило бы его, и динозавр глубоко вяз бы на каждом шагу.
• Животные пустыни (верблюд, страус) приспособились наоборот: у них широкие ступни и маленькое давление.

Ответ: скорее всего, нет — с таким большим давлением на опору гигантские динозавры вязли бы в сыпучем песке.

№ 6

(«Обсуди с ребятами», вопрос 2) Почему укус осы больнее, чем укус комара?

Как думать. По таблице комар давит даже сильнее осы. Значит, дело не только в давлении.

Пример ответа.

• Хоботок комара очень тонкий, он проходит между нервными окончаниями. К тому же в слюне комара есть вещества, которые обезболивают место укуса, поэтому мы его сразу не чувствуем.
• Жало осы толще и прокалывает кожу глубже.
• Главное — оса впрыскивает яд. Он и вызывает сильную боль и отёк.

Ответ: оса жалит толще и глубже и впрыскивает яд, а комар прокалывает кожу тончайшим хоботком и выделяет обезболивающую слюну.

№ 7

(«Обсуди с ребятами», вопрос 3) Какие особенности строения помогают барсу легко взбираться на дерево?

Пример ответа.

• Острые когти: площадь кончика когтя крошечная, давление огромное — когти легко впиваются в кору.
• Сильные лапы с мощными мышцами.
• Длинный хвост помогает держать равновесие.
• Гибкий позвоночник и лёгкое, стройное тело.

🌟 Снежный барс (ирбис) живёт в горах Казахстана — в Заилийском и Джунгарском Алатау. Он изображён на гербе Алматы.

Ответ: острые втяжные когти (большое давление), сильные лапы, длинный хвост-балансир и гибкое тело.

№ 8

(задание без номера в учебнике: работа в группе) Создай постер о рыбах и других обитателях морских глубин. Дополни его примерами из интернета и других источников.

План постера.

1. Нарисуй «разрез» океана с подписями глубины: 0 м, 200 м, 1000 м, 4000 м, 11 000 м.
2. У поверхности — рыбы с плавательным пузырём и дельфины.
3. Глубже — кашалот и синий кит (ныряют на 1–3 км).
4. На глубине — рыба-удильщик, рыба-топорик, акула-карлик, глубоководные кальмары.
5. Рядом с каждой — 1–2 предложения: как это животное приспособилось к давлению и темноте.

Пример подписи. Рыба-удильщик живёт там, куда не доходит солнечный свет. На её голове растёт «удочка» со светящимся кончиком. Мелкие рыбки плывут на свет, и удильщик ловит их огромной пастью. Плавательного пузыря у неё нет, поэтому перепады давления ей не страшны.

Где искать: энциклопедии «Океан», детские научно-популярные сайты, документальные фильмы о море.

Ответ: постер с разрезом океана и животными на разных глубинах.

№ 9

Объясни, почему рыбы, живущие на глубине, плоские.

Как думать. На самом деле плоские не все глубоководные рыбы. Плоские тела у тех, кто живёт на дне.

Пример ответа.

• Плоские рыбы — камбала, скаты — лежат на дне. Плоское тело с большой площадью не вязнет в иле, как широкие ступни верблюда в песке.
• Плоскую рыбу трудно заметить: она прижимается ко дну и сливается с ним.
• Сплющивает рыб не давление воды: давление внутри их тела уравновешено с наружным.

Ответ: плоское тело помогает донным рыбам лежать на дне, не проваливаясь в ил, и прятаться; само давление рыбу не сплющивает.

📕 В учебнике сказано, что все глубоководные рыбы плоские. Это не так: многие из них совсем не плоские.

№ 10

Как можно объяснить заострённые, но мелкие зубы у акул?

Пример ответа.

• Острые зубы имеют маленькую площадь кончика. При укусе получается огромное давление, и акула легко прокусывает добычу.
• Зубов у акулы много, они стоят в несколько рядов. Выпавший или сломанный зуб сразу заменяется новым из следующего ряда.

Ответ: острота зубов создаёт большое давление при укусе, а многочисленные мелкие зубы быстро заменяются новыми.

№ 11

Зачем ракообразным и моллюскам прочный панцирь?

Пример ответа.

• Панцирь и раковина защищают мягкое тело от хищников.
• Защищают от ударов волн и камней, от пересыхания во время отлива.
• К панцирю изнутри крепятся мышцы — это опора тела.

Ответ: прочный панцирь — защита мягкого тела и опора для мышц.

№ 12

Выдели из текста, как животные используют атмосферное давление.

Ответ:

• присоски у осьминогов, пиявок (по учебнику — и у мух): под присоской почти нет воздуха, и её прижимает наружное давление;
• слон втягивает воздух хоботом, и давление атмосферы заталкивает в хобот воду;
• птицы с помощью воздушных мешков быстро выравнивают давление внутри тела при подъёме и пикировании.

№ 13

Какие из этих способов ты применяешь или можешь применять в быту и на уроках?

Пример ответа.

• Присоски: крючки для полотенец на кафеле, держатель телефона на стекле в машине, мыльница.
• Как слон: пьём сок через трубочку — втягиваем воздух, и давление атмосферы поднимает сок вверх. Так же набирают жидкость пипеткой или шприцем.
• Как птица: в самолёте или в горах «закладывает» уши — помогает сглотнуть или зевнуть, чтобы выровнять давление.

Ответ: присоски, питьё через трубочку, пипетка, шприц, выравнивание давления в ушах.

№ 14

(задание без номера в учебнике: исследуй с помощью дополнительной литературы) Какие животные и как могут передвигаться по поверхности воды и по болоту?

Пример ответа.

• Водомерка бегает по воде на длинных широко расставленных лапках с водоотталкивающими волосками. Её вес распределяется на большую площадь, и плёнка воды её держит.
• Ящерица-василиск бегает по воде на задних лапах: она очень быстро шлёпает широкими ступнями по поверхности.
• Лось ходит по болоту: копыта у него широко раздвигаются, площадь опоры растёт.
• Цапли и кулики на длинных растопыренных пальцах шагают по топкому берегу.
• Утки и гуси — перепонки между пальцами увеличивают площадь лапы.

Ответ: водомерка, василиск, лось, цапли, кулики, утки — все они увеличивают площадь опоры и уменьшают давление.

№ 15

(задание без номера в учебнике: творческое) Напиши от первого лица сказку на тему «Использование давления в животном мире».

План сказки.

1. Кто ты (выбери героя: верблюд, росомаха, слон, комар).
2. Какая беда или задача у тебя случилась.
3. Как тебе помогло давление (большое или маленькое).
4. Чем всё закончилось и какой вывод.

Пример сказки. Я — молодой верблюжонок, зовут меня Боташ. Однажды мы с мамой шли через пески Кызылкумов, и я заметил, что тяжёлый грузовик впереди забуксовал. Колёса крутились, а машина только глубже уходила в песок. Я испугался: «Мама, мы тоже провалимся?» Мама улыбнулась: «Посмотри на свои ноги. У нас широкие мягкие подушки. Наш вес делится на большую площадь, и песок нас держит». Я шагнул смелее и легко обогнал грузовик. С тех пор я горжусь своими «пустынными тапочками».

Ответ: своя сказка по плану.

№ 16

(задание без номера в учебнике: рефлексия) Составь синквейн к слову «Давление».

Как думать. Синквейн — пять строк: 1) слово; 2) два прилагательных; 3) три глагола; 4) фраза из четырёх слов; 5) одно слово-итог.

Пример ответа.

Давление. Атмосферное, огромное. Давит, прокалывает, удерживает. Помогает животным выжить. Сила.

Ответ: свой синквейн по образцу.

Шпаргалка

• Хищники и насекомые увеличивают давление остриями.
• Жители песков и снегов уменьшают давление широкими лапами.
• Обитатели глубин приспособились к огромному давлению воды.
• Присоски и хобот слона работают благодаря атмосферному давлению.

Мини-тест