Задание 19 ОГЭ по физике

Рыбы-брызгуны

Рыбы-брызгуны, род лучепёрых рыб семейства Toxotidae отряда окунеобразных, отличаются способностью брызгать водой из-под воды в воздух с целью сбить и впоследствии съесть насекомых, упавших в воду.

Рыбы-брызгуны отличаются меткостью, практически всегда поражая «плевком» воды свою цель. Длина «выстрела» составляет $1–2$ метра в зависимости от размера рыбы. Для стрельбы водой брызгун замирает у поверхности воды прямо под жертвой вверх головой и резким движением жаберных крышек направляет воду на жертву.

Рисунок $1$

Чтобы разобраться в механизме такого уникального способа охоты, физики засняли процесс охоты полосатого брызгуна на сверхскоростную видеокамеру со скоростью съёмки $1000$ кадров в секунду и получили динамические характеристики струи (см. рисунок $1$).

Анализ видеокадров показал, что струя вылетает изо рта брызгуна с большим ускорением. Ускорение быстро уменьшается и падает до нуля за $15$ мс, скорость выплюнутой рыбой воды при этом достигает $4$ м/с.

В процессе «плевка» рыба постепенно увеличивает скорость выплёвываемой жидкости, получается, что начало выпущенной струи движется с меньшей скоростью, чем её окончание. В струе можно выделить большую головную часть (движущуюся с меньшей скоростью) и тонкий «хвост» (движущийся с большей скоростью).

Перед попаданием в цель масса и размер головной части струи увеличиваются за счёт перетекания жидкости из хвостовой части, а длина хвостовой части уменьшается. Это позволяет поразить насекомое максимальным количеством жидкости за минимальное время.

По расчётам учёных струя воды в момент удара о насекомое действует на него с силой около $200$ мН. Среднее насекомое (например, муха или клоп) массой около $100$ мг обычно цепляется за ветку с силой примерно $20$ мН. Таким образом, сила струи при ударе почти на порядок превышает  его, что объясняет лёгкость, с которой сбивается насекомое.

Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.

1) На основании анализа видеокадров можно утверждать, что изо рта брызгуна струя воды вылетает с небольшой скоростью около $2$ м/с и большим ускорением $200–400$ $\frac{м}{с^2}$.

2) Согласно графикам, приведённым в тексте, струя движется замедленно первые $15$ мс, а затем, следующие $15$ мс, – равномерно со скоростью $4$ м/с.

3) В процессе плевка скорость выплёвываемой брызгуном жидкости не изменяется.

4) В процессе полёта масса воды, выпущенной рыбой-брызгуном, практически не изменяется.

5) Сила удара струи о насекомое превышает его вес в $10$ раз.