Polyhedra rregullt në natyrë

Çfarë do të ndodhte nëse do të kishte vetëm një lloj forme, të tilla si një formë, si një drejtkëndësh në botë? Disa gjëra nuk kanë ndryshuar në të gjitha dyert, trailers mallrash, fusha futbolli - ata të gjithë duken të njëjtë. Por ajo që për doorknobs? Ata do të jetë pak e çuditshme. Një rrotë makine? Ajo do të jetë i paefektshëm. Dhe futbolli? Është e vështirë të imagjinohet edhe. Për fat të mirë, bota është e mbushur me forma të ndryshme. A ka polyhedra rregullt në natyrë? Po, dhe shumë prej tyre.

Çfarë është një poligonin?

Për shifër ishte një poligonin, kërkon kushte të caktuara. Së pari, duhet të ketë shumë anët dhe këndet. Përveç kësaj, ajo duhet të jetë një formë e mbyllur. Një poligonin rregullt është një figurë me të gjitha palët të barabarta dhe kënde. Prandaj, në gabim ata mund të jenë shtrembëruar pak.

Llojet e poligone të rregullta

Cili është numri minimal i palëve mund të ketë një poligonin e rregullt? Një linjë mund të jetë një shumë e palëve. Të dy palët gjithashtu nuk mund të takohen dhe të formojnë një myk mbyllur. Një tre palët mund të - si një trekëndësh. Dhe që ne po flasim për një poligonin rregullt, ku të gjitha palët dhe kënde janë të barabartë, ne jemi duke iu referuar një trekëndësh barabrinjës.

Nëse shtoni një anë tjetër, që ju të merrni një shesh. A mundet një drejtkëndësh, kur palët nuk janë të barabarta, të jetë një poligonin e rregullt? Jo, kjo shifër do të quhet një drejtkëndësh. Nëse ju shtoni një anë të pestë, që ju të merrni një Pentagonin. Prandaj, ekziston një gjashtëkëndësh, Heptagon, octagons, dhe kështu me radhë ad infinitum.

gjeometri elementare

Poligone janë lloje të ndryshme: të hapura, të mbyllura dhe të vetë-intersecting. ELEMENTARY Shifra gjeometria poligonin është e sheshtë, e cila është e kufizuar nga një zinxhir i caktuar i segmenteve të drejtë të linjës për të formuar një poligonin e mbyllur apo kontur. Këto segmente janë skajet e saj apo anët, dhe pikat ku dy skajet takohen, - vertices dhe qoshet. Pjesa e brendshme e poligonin është nganjëherë i quajtur trupi i tij.

Polyhedra në natyrë dhe jetën e njeriut

Ndërsa modelet pesëkëndor bollëk në shumë forma të jetesës, bota mineral preferojnë një simetri të dyfishtë, trefishtë, katërfishtë dhe gjashtë-fish. Gjashtëkëndësh është një formë e dendur e cila ofron performancën maksimale strukturore. Kjo është shumë e zakonshme në fushën e molekulave dhe kristaleve në të cilën formë pesëkëndor është pothuajse kurrë nuk ndodhin. Steroidet, kolesteroli, benzene, vitamina C dhe D, aspirin, sheqer, grafit - është prania e simetri gjashtë herë. Ku në natyrë ka polyhedra rregullt? Arkitektura më e famshme gjashtëkëndor krijuar nga bletët, Grerëzat dhe Hornets.

Gjashtë molekulat e ujit përbëjnë thelbin e çdo kristal dëborës. Pra, rezulton një flok dëbore. Aspektet fluturojnë formë syri mbushur fort marrëveshje gjashtëkëndor. Cilat janë disa polyhedra tjera të rregullta në natyrë? Kjo kristalet e ujit, dhe diamanti, kolona basalt, qelizat epiteliale në sy, disa qeliza bimore, dhe më shumë. Kështu, polyhedra, nga natyra, si të gjallë dhe jo të gjalla, janë të pranishme në jetën e një personi në një sasi të madhe dhe të ndryshme.

Çfarë e shkaktoi popullaritetin e hexagons?

Snowflakes, molekulat organike, Kristal kuarc dhe bazalte kolone janë hexagons. Arsyeja për këtë është simetria e tyre e natyrshme. Shembulli më i spikatur është një qelizë, një strukturë gjashtëkëndor i cili redukton në një disavantazh minimal hapësinor, pasi e gjithë sipërfaqja është konsumuar shumë efikase. Pse të ndarë në qeliza identike? Bletët krijojnë në natyrë polyhedrons të rregullta në mënyrë që të përdorin ato për nevojat e veta, duke përfshirë ruajtjen e mjaltit dhe vezë-hedhjen. Pse natyra preferon hexagons? Përgjigja për këtë pyetje mund të japin matematikën elementare.

• Trekëndëshat. Merrni 428 trekëndëshat barabrinjës me anët e rreth 7.35 mm. Gjatësia totale e tyre është 3 mm * 7.35 * 428/2 = 47.2 cm.
• Rectangles. Merrni 428 sheshet me një anë prej rreth 4.84 mm, gjatësia e përgjithshme është 4 m * 4.84 * 428/2 = 41.4 cm.
• Hexagons. Së fundi, të marrë 428 hexagons me anët e 3 mm, gjatësia e përgjithshme është 6 * 3 mm * 428/2 = 38,5 cm.

Qartë është për të fituar hexagons. Është kjo formë e ndihmon për të minimizuar hapësirën maksimale dhe lejon një zonë të vogël për të vendosur sa më shumë pjesë të jetë e mundur. Cell në të cilin bletët ruajtur nektarin e tyre qelibar, janë mrekulli e inxhinierisë precize, një grup i qelizave ngjyra-ngjyra me të përsosur gjashtëkëndor seksioni kryq. Muret dylli janë bërë për të përmbushur trashësi shumë të saktë, qelizat butë i prirur për të parandaluar humbjen e mjaltit trashë, dhe e tërë struktura është një linjë në përputhje me fushën magnetike të tokës. Çuditërisht, ndërsa bletët janë duke punuar në koordinim.

Pse hexagons? Kjo është një gjeometri të thjeshtë

Nëse ju doni për të mbledhur së bashku të njëjtën madhësinë dhe formën e qelizës, në mënyrë që ata të mbushur gjithë aeroplan, ajo do të punojë vetëm tre forma të rregullta (me të gjitha palët dhe me të njëjtin kënd): trekëndëshat barabrinjës, shesheve dhe hexagons. E këto qeliza gjashtëkëndor kërkojnë gjatësinë më të vogël total të murit në krahasim me trekëndëshat apo shesheve të njëjtën zonë.

Prandaj zgjedhja e bletëve hexagons kuptim. Në shkencëtar i shekullit të XVIII Çarls Darvini tha se qeliza gjashtëkëndor "absolutisht e përsosur në shpëtimin e punës dhe dylli." Ai besonte se përzgjedhja natyrore të pajisura instinktet e bletëve dylli për të krijuar këto qeliza, e cila kishte avantazhin e sigurimit më pak energji dhe kohë se sa për të krijuar forma të tjera.

Shembuj të polyhedra në natyrë

Sytë e përbërë disa insekte janë të mbushura në një gjashtëkëndor, ku secila palë - lente është e lidhur me një qelizë të gjatë hollë retinës. Strukturat janë formuar nga grupe të qelizave biologjike shpesh kanë forma të kontrolluara nga të njëjtat rregulla si flluska në zgjidhje sapun. Struktura mikroskopike e buzë syve - një nga shembujt më të mirë. Çdo aspekt përmban një grup prej katër qelizat dritë-ndjeshme, të cilat kanë të njëjtën formë si të viles së katër flluska konvencionale.

Ajo që përcakton rregullat e filmave sapun dhe flluska formë? Nature edhe më të shqetësuar për ekonominë se sa bletët. flluska sapuni dhe filma të bëra nga uji (me shtimin e sapun) dhe tensioni sipërfaqësor tërheq sipërfaqe të lëngshme në mënyrë që të jepte një hapësirë të vogël të jetë e mundur. Kjo është arsyeja pse pika janë sferike (më shumë ose më pak), kur ata bien: sfera ka një zonë të vogël sipërfaqe se çdo formë tjetër me të njëjtin vëllim. Në të lëmuar lë pikat e ujit janë tërhequr në rruaza të vogla për të njëjtën arsye.

Ky model shpjegon barkave flluskë tensioni sipërfaqësor dhe shkume. Shkumë do të shikoni për një strukturë që ka më të ulët tensionin Sipërfaqja totale, e cila do të sigurojë zonën më të vogël të murit. Edhe pse Gjeometria e filmave sapun është diktuar nga ndërveprimi i forcave mekanike, kjo nuk do të na tregoni se çfarë do të jetë forma e shkumë. Një shkumë tipik përfshin një polyhedral forma celularë dhe madhësive. Nëse shikojmë nga afër, polyhedra rregullt në natyrë - jo aq i saktë. skajet e tyre janë të rrallë të përkryer drejt.

bubbles saktë

Supozoni se ju mund të bëni një "përsosur" shkumë, në të cilën të gjitha flluska janë të njëjtën madhësi. Çfarë është forma e përsosur e qelizës, që e bën flluska e përgjithshme zonën mur sa më i vogël. Kjo është diskutuar për shumë vite, dhe për një kohë të gjatë është menduar se forma ideale e qelizës është një shumëfaqësh 14-njëanshëm me sheshin apo anët gjashtëkëndor.

më ekonomike, edhe pse më pak strukturën urdhëruar, e përbërë nga një grup përsëritjen e tetë formave të ndryshme të qelizës u zbulua në vitin 1993. Ky model më komplekse është përdorur si frymëzim për hartimin e një stadiumi shkumë not gjatë Lojrave Olimpike 2008 në Pekin.

Rregullat e formimit të qelizave në shkumë të kontrolluar disa modele të vërejtura në qelizat e gjalla. Nuk është vetëm një integral fluturojnë-sy tregon të njëjtat aspektet gjashtëkëndor paketim që flluskë sheshtë. Qelizat dritë-ndjeshme brenda secilit prej lente individuale është e lidhur edhe me grupin, që duken vetëm si flluska sapuni.

polyhedra Botërore në natyrë

Qelizat e shumë llojeve të ndryshme të organizmave, nga bimët në membranat miu përmbajnë struktura të tilla mikroskopike. Askush nuk e di se çka bëjnë ata, por ata janë kaq të përhapura, është e drejtë të supozojmë se ata kanë një rol të dobishëm. Ndoshta ata janë të izoluar një nga një proces tjetër biokimike, duke shmangur ndër-ndërhyrje.

Ose ajo mund të jetë thjesht një mënyrë efikase për të krijuar aeroplan të madh pune, pasi që shumë procese biokimike të zhvillohet në sipërfaqen e membranës, ku enzimat dhe molekulat e tjera aktive mund të përfshihen. Çfarëdo funksioni i polyhedra në natyrë, nuk e mërzit për të krijuar udhëzimet komplekse gjenetike, sepse ligjet e fizikes do të bëjë atë për ju.

Disa Fluturat kanë peshore krahë që përmbajnë një labirint të rregullt nga materiale të qëndrueshme të quajtur chitin. Ekspozimin ndaj valëve të lehta rebounding nga vargjet e zakonshme dhe strukturave të tjera në sipërfaqen e krahut, çon në faktin se disa gjatesi vale (dmth, disa ngjyra) zhduken, ndërsa të tjerët janë përforcuar reciprokisht. Kështu, një strukturë e poligonale ofron një mjet i shkëlqyer për prodhimin e ngjyrave të kafshëve.

Për të bërë rrjetin urdhëruar prej minerali të fortë, disa organizma me sa duket të formuar formën e membranës butë fleksibël, dhe pastaj të kristalizuar materiale solide brenda një nga rrjetet interpenetrating. Struktura huall e kanaleve mikroskopike brenda studs uritur chitin krimba pazakontë detare të njohura si miun e detit, konverton këto modele në fibër voloskopodobnye Natural optike të cilat mund të udhëzojë dritë ndryshuar atë nga e kuqe në kaltërosh-gjelbër në varësi të drejtimit të ndriçimit. Ky ndryshim ngjyra mund të përdoret për të penguar grabitqarët.

natyra e di më së miri

Flora dhe fauna të pasur në shembuj të polyhedra në natyrë, si bota e pajetë të shkëmbinjve dhe mineraleve. Nga një pikë thjesht evolucionit të mendimit, struktura gjashtëkëndor është një lider në optimizimin e energjisë. Përveç përparësitë e dukshme (e kursimeve hapësirë), rrjetet polyhedral të sigurojë një numër të madh të fytyrave, duke rritur kështu numrin e fqinjëve që beneficially ndikon të gjithë strukturën. Rezultati përfundimtar i kësaj është se informacioni është përhapur shpejt. Pse drejtë dhe e gabuar gjashtëkëndor yll-formë polyhedra në natyrë ndodhin kaq shpesh? Ndoshta aq e nevojshme. Nature di më së miri, ajo e di më mirë.