La fisica del volo degli uccelli
Struttura dell' ala di un uccello.
E' costituita da:
Funzionamento dell' ala.
L' ala è azionata da muscoli pettorali che si inseriscono sullo sterno e direttamente sulle ossa dell' arto.
La struttura alare varia da uccello a uccello e rispecchia gli adattamenti ad ambienti diversi.
Modalità di volo:
I principi aerodinamici
L'ala di un uccello è costituita secondo precisi principi aerodinamici:
- Affusolata per fendere l’ aria
- Curva per creare le condizioni affinché si possa manifestare la forza che sostiene in aria l’ uccello
Se pensiamo all' ala di un uccello che si muove nell' aria, si può assimilare ad un solido con base piatta e il dorso curvo che subisce da parte dell' aria differenti pressioni che generano la forza che potrà sfruttare per il sostentamento. Tale forza è formata da portanza e resistenza. La portanza è perpendicolare alla direzione del moto, la resistenza è l'effetto prodotto dall' attrito che si manifesta su un corpo che si muove in un fluido, l' aria nel caso del volo.
Le correnti ascendenti
I grandi uccelli,dovendo sollevare un grande peso, per facilitare il lavoro del volo, utilizzano in grande misura la forza del vento. Per esempio nel volo veleggiato, l' uccello sfrutta le correnti d' aria ascendenti che si formano ogni volta che il vento viene ad urtare un ostacolo, oppure per effetto del riscaldamento della terra(correnti termiche dovute ai moti convettivi dell' atmosfera).
per fare ciò allunga e ritrae il collo, oppure solleva e abbassa la coda.
L' ala è azionata da muscoli pettorali che si inseriscono sullo sterno e direttamente sulle ossa dell' arto.
La struttura alare varia da uccello a uccello e rispecchia gli adattamenti ad ambienti diversi.
Modalità di volo:
- Battuto o remigato à è tipico nei picchi e nei fringuelli; rapidi colpi d' ala si susseguono a fasi di volo in cui l' uccello prosegue con le ali strette al corpo grazie alla forza di accelerazione acquisita. In tale fase la sua velocità è maggiore di quella che avrebbe se procedesse con le ali distese, inoltre si realizza con uno sforzo minore. La traiettoria di questo volo è ondulata.
- Librato o planato à si verifica quando le ali e la coda restano distese e l' uccello utilizza al massimo le superfici portanti dell' ala, ottenendo un notevole risparmio di energia, ma anche una bassa velocità. Assai varia è tra gli uccelli l' abilità nel volo planato
- Volo ronzante à permette ad alcuni piccoli uccelli come i colibrì e le nettarine, mantenersi pressoché immobili in un punto. Questo si ottiene per mezzo di rapidissimi colpi d' ala che si susseguono con una frequenza straordinaria. Grazie a questa tecnica di volo il colibrì e le nettarine sono gli unici uccelli che possono volare verticalmente e all' indietro. Vari rapaci diurni come i falchi quando spingono dall' alto la preda danno l' impressione di mantenersi sempre nello stesso punto. Ciò avviene mediante colpi d' ala piatti e ripetuti che imprimono al corpo una spinta che uguaglia quella del vento . Le ali sono portate in avanti , il corpo pende all' ingiù e la coda è allargata.
- Volo verticale à si ha quando l' energia dei colpi d' ala aumenta.
- Volo veleggiato à avviene utilizzando in grande misura la forza del vento: l' uccello sfrutta le correnti d' aria ascendenti che si formano ogni qual volta il vento viene ad urtare un ostacolo, oppure per effetto del riscaldamento della terra . Oltre a sfruttare abbondantemente le correnti d' aria i grandi uccelli per economizzare la fatica si avvalgono di speciali formazioni di volo formando catene oblique o cunei in cui muovono sincronicamente le ali.
I principi aerodinamici
L'ala di un uccello è costituita secondo precisi principi aerodinamici:
- Affusolata per fendere l’ aria
- Curva per creare le condizioni affinché si possa manifestare la forza che sostiene in aria l’ uccello
Se pensiamo all' ala di un uccello che si muove nell' aria, si può assimilare ad un solido con base piatta e il dorso curvo che subisce da parte dell' aria differenti pressioni che generano la forza che potrà sfruttare per il sostentamento. Tale forza è formata da portanza e resistenza. La portanza è perpendicolare alla direzione del moto, la resistenza è l'effetto prodotto dall' attrito che si manifesta su un corpo che si muove in un fluido, l' aria nel caso del volo.
Le correnti ascendenti
I grandi uccelli,dovendo sollevare un grande peso, per facilitare il lavoro del volo, utilizzano in grande misura la forza del vento. Per esempio nel volo veleggiato, l' uccello sfrutta le correnti d' aria ascendenti che si formano ogni volta che il vento viene ad urtare un ostacolo, oppure per effetto del riscaldamento della terra(correnti termiche dovute ai moti convettivi dell' atmosfera).
- Il vento orizzontale, che si ritiene composto di correnti d' aria di diversa velocità, ai cui limiti si formano vortici con asse orizzontale, può essere sfruttato in questo modo: quando esso spira nella direzione di volo, l' uccello compie ampie spirali ascendenti sebbene con velocità ridotta; quando spira invece in direzione contraria al volo, la velocità dell' uccello aumenta, ma esso perde in altezza. Nel primo caso le ali larghe, con remiganti primarie spingenti, sono portate in avanti, nel secondo caso sono retratte e piegate sulle articolazioni.
- Nell' uccello veleggiante, il centro di gravità, è situato circa nella posizione del cuore, perpendicolarmente e sopra il quale si trova il centro di pressione cioè il punto in cui si ritengono applicate le forze del vento. Per dirigere il volo in altezza, senza perdere energia, l' uccello deve spostare il centro di pressione portando le ali in avanti mentre per dirigersi verso il basso compie il movimento opposto.
per fare ciò allunga e ritrae il collo, oppure solleva e abbassa la coda.
