Как паук ловит мух? - механические колебания и волны

Подробности

Обновлено 03.06.2023 16:00

Как паук, сидящий в центре своей ловчей сети, узнает, в каком месте муха запуталась в паутине?
Почему, когда муха налетает на паутину, та не рвется?
Почему муха не может просто улететь после того, как ударится о паутину?

Попав в паутину, муха начинает барахтаться, пытаясь высвободиться. При этом от нее по нитям паутины расходятся механические волны.
Распространяющиеся по радиальным нитям волны можно разделить на волны по направлениям возбуждаемых колебаний, в плоскости паутины и перпендикулярно к ней или вдоль нее.
Колебания вдоль паутины (нить натягивается и ослабляется) настораживает паука.

Колебания могут возбуждаться в двух или трех соседних нитях, и именно нити, ведущие к мухе, колеблются сильнее всего.
Паук может отследить положение и уже успокоившейся мухи, потеребив своими лапками радиальные нити.
Любая нить под тяжестью жертвы будет колебаться иначе, чем свободная, и это поможет пауку определить направление и даже, возможно расстояние до жертвы.
Человек тоже вслепую — только по колебаниям веревки — может определить расстояние до груза, висящего на натянутой веревке.

Некоторые пауки плетут свою паутину так, что та позволяет регулировать натяжение нитей.
Когда пауки голодны, они увеличивают натяжение нитей,чтобы трепыхание даже самой маленькой мошки возбудило заметные волны в нитях.
Если они не очень голодны, то уменьшают натяжение, чтобы заметные колебания в нитях возбуждала только крупная добыча.

В тропиках живет интересный вид пауков-паразитов: его представители не плетут свою собственную сеть, а воруют добычу у других пауков.
Чтобы отслеживать состояние чужой паутины, такой паук-пират протягивает нити длиной 20–30 см от места, где он сидит в засаде, к центру чужой паутины и к ее радиальным нитям.
Как только в чужую паутину попадется муха, через эти нити пойдут волны, и паук-паразит может даже понять, как собирается распорядиться своей добычей паук-хозяин.
Если он собирается муху завернуть и съесть позже, паразит вскоре незаметно подкрадется к паутине и стащит завернутую еду.

Для паука паутина служит фильтром, позволяющим ловить только мошек размером с паука или немного меньше.
Паутина поглощает их кинетическую энергию и импульс.
Конструкция паутины такова, что если жертва больше паука, нити рвутся, иначе уже сам паук может оказаться жертвой.
Когда мошка ударяется о паутину, нити растягиваются, большая часть энергии соударения передается паутине, поэтому мошка не может просто отскочить от растянутой сети.

Вдобавок вдоль некоторых нитей (нитей-ловушек) размещаются клейкие капельки, помогающие поймать добычу.
Они расположены на расстоянии друг от друга, чтобы сам паук мог пройти по нити,не прилипнув к ним.
Жертва, прилипшая к капельке,может потрепыхаться, но поскольку нить легко растягивается, у нее нет опоры, от которой можно было бы оттолкнуться, чтобы освободиться от клейкой капли.

По материалам книги Джирла Уокера "Новый физический фейерверк".

Метки: физика, физика природы, силы в природе, колебания, волны, механические волны, механические колебания, механика твердых тел