Большая Советская Энциклопедия (ПЛ)

  Основные понятия теории П. т. (рис. 1): 1) водоизмещение тела — вес жидкости, вытесняемой телом в состоянии равновесия (совпадает с весом тела); 2) плоскость возможной грузовой ватерлинии — всякая плоскость ab, отсекающая от тела объём, вес жидкости в котором равен водоизмещению тела; 3) поверхность грузовых ватерлиний — поверхность I, в каждой точке которой касательная плоскость является плоскостью возможной грузовой ватерлинии; 4) центр водоизмещения — центр тяжести А объёма, отсекаемого плоскостью возможной грузовой ватерлинии; 5) поверхность центров водоизмещения — поверхность II, являющаяся геометрическим местом центров водоизмещения.

  Если тело погрузить в жидкость до какой-нибудь плоскости возможной грузовой ватерлинии ab (рис. 2), то на тело будут действовать направленная перпендикулярно этой плоскости, т. е. вертикально вверх, поддерживающая сила F, проходящая через центр А, и численно равная ей сила тяжести р. Как доказывается в теории П. т., направление силы F совпадает одновременно с направлением нормали An к поверхности II в точке А.

  В положении равновесия силы F и Р должны быть направлены вдоль одной прямой, т. е. нормаль к поверхности II, восстановленная из центра А, должна проходить через центр тяжести С тела (нормали A₁C, A₂C на рис. 1). Число нормалей к поверхности II, проходящих через центр тяжести С, даёт число возможных положений равновесия плавающего тела. Если тело вывести из положения равновесия, то на него будет действовать пара сил F, Р. Когда эта пара стремится вернуть тело в положение равновесия, равновесие устойчиво, в противном случае — неустойчиво. Об устойчивости равновесия можно судить по положению метацентра. Другой простой признак: положение равновесия устойчиво, если для него расстояние между центрами А и С является наименьшим по сравнению с этим расстоянием для соседних положений (на рис. 1 при погружении до плоскости a₂b₂ равновесие устойчиво, а до a₁b₁ — неустойчиво).

  Лит.: Жуковский Н. Е., Теоретическая механика, 2 изд., М.— Л., 1952.

  С. М. Тарг.

 

 

Рис. 2. Силы, действующие на тело, погруженное в жидкость до грузовой ватерлинии ab.

Рис. 1. ab, a₁b₁, a₂b₂ — плоскости возможной грузовой ватерлинии; A, A₁, A₂ — центры водоизмещения для объёмов, отсекаемых плоскостями ab, a₁b₁, a₂b₂; I — поверхность грузовых ватерлиний; II — поверхность центров водоизмещения.

Плавание (у животных)

Пла'вание животных, специфическая локомоция животных в водной среде; одна из форм проявления их жизнедеятельности. Разные животные различно приспособлены к П.: водные и полуводные проводят всю жизнь или большую её часть в воде, плавают активно и пассивно; наземные, или сухопутные, плавают только активно (при необходимости преодолеть водную преграду). При активном П. животные передвигаются: 1) при помощи различных гребных органов (реснички или жгутики многих простейших, червей и разных личинок, гребные пластинки гребневиков, усики, грудные и брюшные конечности ракообразных, конечности черепах, водоплавающих птиц, а также млекопитающих — ластоногих, выдр, бобров и т.д.); 2) с помощью волнообразных изгибаний тела или непарных плавников (так плавают киты, большинство рыб, хвостатых земноводных, змей, немертин, пиявок, аппендикулярий, личинок асцидий, земноводных), причём тело изгибается у одних в горизонтальной плоскости, у др. в вертикальной; 3) реактивным способом — посредством выталкивания воды из какой-либо части тела, в результате чего животное движется поступательно в обратном направлении (медузы, головоногие моллюски, сальны, пиросомы, личинки некоторых насекомых). У животных, способных лишь к пассивному П., т. е. увлекаемых движущейся водой, есть приспособления, поддерживающие тело во взвешенном состоянии (вакуоли в наружном слое протоплазмы радиолярий, воздушные пузыри в колониях сифонофор и т.д.). Акулы, скумбрии, тунцы плавают со скоростью 20 км/ч и больше, летучие рыбы перед тем, как оторваться от поверхности воды, движутся со скоростью до 65 км/ч, меч-рыба развивает скорость до 130 км/ч. Гидростатическая ориентация рыб и рефлекторная регуляция их движений обычно связаны с функцией плавательного пузыря. См. также Биомеханика, Движения.

  Лит.: Гранит Р., Основы регуляции движений, пер. с англ., М., 1973.

Плавательный пузырь