물고기는 새나 날아다니는 곤충과 약간 비슷합니다. 물고기는 주변 환경에서 위아래로 움직일 수 있는 메커니즘이 내장되어 있습니다. 그러나 물고기가 이것을 하도록 하는 방법은 자연적인 비행 방법보다 인공 비행 기계의 원리에 더 가깝습니다. 대부분의 물고기는 헬륨을 채운 풍선 이나 열기구 가 공중에서 떠오르고 가라앉는 것과 같은 방식으로 물 속에서 떠오르고 가라앉습니다.
이것이 어떻게 작동하는지 보려면 공중과 수중에서 작용하는 다양한 힘을 이해해야 합니다. 이러한 환경은 우리에게 매우 다르게 보이지만 물과 공기는 실제로 매우 유사합니다. 둘 다 유체 , 질량은 있지만 모양이 없는 물질입니다. 지구에서 물체(예: 물고기 또는 사람)에 잠긴 물체는 두 가지 주요 힘을 경험합니다.
- 중력 의 하향 당김
- 부력 의 상향 밀기
부력은 유체 의 여러 수준에서 유체 압력 의 차이로 인해 발생합니다 . 낮은 수준의 입자는 그 위에 있는 모든 입자의 무게에 의해 아래로 밀려납니다. 상위 수준의 입자는 그 위의 입자가 더 적습니다. 결과적으로 물체의 위보다 아래에 항상 더 큰 압력이 있으므로 유체는 지속적으로 물체를 위로 밀어 올립니다. (부력에 대한 자세한 내용은 열기구 작동 방식을 참조하십시오 .)
물체에 부력의 힘은 유체의 중량과 동일 변위 객체로. 예를 들어, 빈 갤런 우유 주전자를 욕조에 담그면 1갤런의 물이 사라집니다. 그러면 욕조의 물이 물 1갤런의 무게인 8파운드가 조금 넘는 힘으로 주전자를 밀어 올립니다. 부피가 더 큰 물체는 더 많은 유체를 옮기기 때문에 더 큰 힘으로 밀어 올립니다. 물론 물체가 물보다 밀도가 높으므로(따라서 무거우면) 그것이 얼마나 많은 물을 밀어내는지는 중요하지 않습니다. 여전히 가라앉을 것입니다.
상승하려면 물고기가 질량을 크게 늘리지 않고 부피를 늘려 전체 밀도를 줄여야 합니다. 대부분의 물고기는 부레 라고 불리는 것으로 이것을 합니다 . 부레는 사람의 폐 처럼 팽창할 수 있는 주머니일 뿐입니다.. 전체 밀도를 줄이기 위해 물고기는 아가미를 통해 주변 물에서 수집한 산소로 방광을 채웁니다. 방광이 이 산소 가스로 채워지면 물고기의 부피는 더 커지지만 무게는 크게 증가하지 않습니다. 방광이 확장되면 더 많은 물을 밀어내고 더 큰 부력을 경험하게 됩니다. 방광이 완전히 부풀어 오르면 물고기는 최대 부피를 가지며 표면으로 밀려납니다. 방광이 완전히 수축되면 물고기는 최소한의 부피를 가지며 해저로 가라앉습니다. 특정 수준에 머물기 위해 물고기는 방광을 채우고 물고기 무게만큼의 물을 밀어냅니다. 이 경우 부력과 중력이 서로 상쇄되고 물고기는 그 수준에 머물게 됩니다.
대부분의 물고기는 이 방법을 사용하여 상승 및 하강하지만 모두가 그렇지는 않습니다. 일부 종은 평생 동안 해저를 훑으며 보내기 때문에 부레가 필요하지 않습니다. 가오리와 상어 와 같은 다른 물고기 는 앞으로 나아가 면서 오르락내리락합니다. 그냥 같이 비행기 , 핀 아래 유체의 이동을 생성 리프트 상승 물고기를 민다.
