Исо инерциальная система отсчета. Первый закон ньютона
Эквивалентной является следующая формулировка, удобная для использования в теоретической механике : «Инерциальной называется система отсчёта, по отношению к которой пространство является однородным и изотропным , а время — однородным ». Законы Ньютона , а также все остальные аксиомы динамики в классической механике формулируются по отношению к инерциальным системам отсчёта .
Термин «инерциальная система» (нем. Inertialsystem ) был предложен в 1885 году Людвигом Ланге ?! и означал систему координат, в которой справедливы законы Ньютона . По замыслу Ланге, этот термин должен был заменить понятие абсолютного пространства , подвергнутого в этот период уничтожающей критике. С появлением теории относительности понятие было обобщено до «инерциальной системы отсчёта».
Энциклопедичный YouTube
1 / 3
✪ Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона | Физика 9 класс #10 | Инфоурок
✪ Что такое инерциальные системы отсчета Первый закон Ньютона
✪ Инерциальные и неинерциальные системы отсчета (1)
Субтитры
Свойства инерциальных систем отсчёта
Всякая система отсчёта, движущаяся относительно ИСО равномерно, прямолинейно и без вращения, также является ИСО.
Согласно принципу относительности , все ИСО равноправны, и все законы физики инвариантны относительно перехода из одной ИСО в другую. Это значит, что проявления законов физики в них выглядят одинаково, и записи этих законов имеют одинаковую форму в разных ИСО.
Предположение о существовании хотя бы одной ИСО в изотропном пространстве приводит к выводу о существовании бесконечного множества таких систем, движущихся друг относительно друга равномерно, прямолинейно и поступательно со всевозможными скоростями. Если ИСО существуют, то пространство будет однородным и изотропным, а время — однородным; согласно теореме Нётер , однородность пространства относительно сдвигов даст закон сохранения импульса , изотропность приведёт к сохранению момента импульса , а однородность времени — к сохранению энергии движущегося тела.
Если скорости относительного движения ИСО, реализуемых действительными телами, могут принимать любые значения, связь между координатами и моментами времени любого «события» в разных ИСО осуществляется преобразованиями Галилея .
Связь с реальными системами отсчёта
Абсолютно инерциальные системы представляют собой математическую абстракцию и в природе не существуют. Однако существуют системы отсчёта, в которых относительное ускорение достаточно удалённых друг от друга тел (измеренное по эффекту Доплера) не превышает 10 −10 м/с², например,
Представляем вашему вниманию видеоурок, посвященный теме «Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона», которая входит в школьный курс физики за 9 класс. В начале занятия преподаватель напомнит о важности выбранной системы отсчета. А затем расскажет о правильности и особенностях выбранной системы отсчета, а также объяснит термин «инерция».
На предыдущем уроке мы говорили о важности выбора системы отсчета. Напомним, что от того, как мы выберем СО, будут зависеть траектория, пройденный путь, скорость. Есть еще ряд особенностей, связанных с выбором системы отсчета, именно о них и поговорим.
Рис. 1. Зависимость траектории падения груза от выбора системы отсчета
В седьмом классе вы изучали понятия «инерция» и «инертность».
Инерция – это явление , при котором тело стремится сохранить свое первоначальное состояние . Если тело двигалось, то оно должно стремиться к тому, чтобы сохранять скорость этого движения. А если оно покоилось, то будет стремиться сохранить свое состояние покоя.
Инертность – это свойство тела сохранять состояние движения. Свойство инертности характеризуется такой величиной, как масса. Масса – мера инертности тела . Чем тело тяжелее, тем его труднее сдвинуть с места или, наоборот, остановить.
Обратите внимание на то, что эти понятия имеют непосредственное отношение к понятию «инерциальная система отсчета » (ИСО), о которой будет идти речь ниже.
Рассмотрим движение тела (или состояние покоя) в случае, если на тело не действуют другие тела. Заключение о том, как будет вести себя тело в отсутствии действия других тел, впервые было предложено Рене Декартом (рис. 2) и продолжено в опытах Галилея (рис.
3).
Рис. 2. Рене Декарт
Рис. 3. Галилео Галилей
Если тело движется и на него не действуют другие тела, то движение будет сохраняться, оно будет оставаться прямолинейным и равномерным. Если же на тело не действуют другие тела, а тело покоится, то будет сохраняться состояние покоя. Но известно, что состояние покоя связано с системой отсчета: в одной СО тело покоится, а в другой вполне успешно и ускоренно движется. Результаты опытов и рассуждений приводят к выводу о том, что не во всех системах отсчета тело будет двигаться прямолинейно и равномерно или находиться в состоянии покоя при отсутствии действия на него других тел.
Следовательно, для решения главной задачи механики важно выбрать такую систему отчета, где все-таки выполняется закон инерции, где ясна причина, вызвавшая изменение движения тела. Если тело будет двигаться прямолинейно и равномерно в отсутствии действия других тел, такая система отсчета будет для нас предпочтительной, а называться она будет инерциальной системой отсчета (ИСО).
Точка зрения Аристотеля на причину движения
Инерциальная система отсчета — это удобная модель для описания движения тела и причин, которые вызывают такое движение. Впервые это понятие появилось благодаря Исааку Ньютону (рис. 5).
Рис. 5. Исаак Ньютон (1643-1727)
Древние греки представляли себе движение совершенно иначе. Мы познакомимся с аристотелевской точкой зрения на движение (рис. 6).
Рис. 6. Аристотель
Согласно Аристотелю, существует единственная инерциальная система отсчета — система отсчета, связанная с Землей. Все остальные системы отсчета, по Аристотелю, второстепенные. Соответственно, все движения можно разбить на два вида: 1) естественные, то есть те, которые сообщает Земля; 2) вынужденные, то есть все остальные.
Самый простой пример естественного движения — это свободное падение тела на Землю, так как Земля в этом случае сообщает телу скорость.
Рассмотрим пример принудительного движения. Это ситуация, когда лошадь тянет телегу.
Рис. 7. Принудительное движение
До сих пор некоторые обыватели считают справедливой точку зрения Аристотеля. Например, полковник Фридрих Краус фон Циллергут из «Похождения бравого солдата Швейка во время мировой войны» пытался проиллюстрировать принцип «Нет силы — нет скорости»: «Когда весь бензин вышел, — говорил полковник, — автомобиль принужден был остановиться. Это я сам вчера видел. И после этого еще болтают об инерции, господа. Не едет, стоит, с места не трогается. Нет бензина! Ну не смешно ли?»
Как и в современном шоу-бизнесе, там, где есть поклонники, всегда найдутся и критики. Появлялись свои критики и у Аристотеля. Они предлагали ему проделать следующий эксперимент: отпустите тело, и оно упадет точно под тем местом, где мы его отпустили. Приведем пример критики теории Аристотеля, аналогичный примерам его современников.
Рис. 8. Иллюстрация к примеру
Конечно же, нет. Но ведь это естественное движение — движение, которое сообщила Земля. Тогда что же заставляет эту бомбу перемещаться еще и вперед? Аристотель отвечал так: дело в том, что естественное движение, которое сообщает Земля — это падание строго вниз. Но при движении в воздухе бомба увлекается его завихрениями, и эти завихрения как бы толкают бомбу вперед.
Что же будет, если воздух убрать и создать вакуум? Ведь если воздуха не будет, то, согласно Аристотелю, бомба должна упасть строго под тем местом, где ее бросили. Аристотель утверждал, что если воздуха не будет, то такая ситуация возможна, но на самом деле в природе не бывает пустоты, вакуума нет. А раз нет вакуума — нет и проблемы.
И только Галилео Галилей сформулировал принцип инерции в том виде, к которому мы привыкли. Причина изменения скорости — это действие на тело других тел.
Если на тело не действуют другие тела или это действие скомпенсировано, то скорость тела меняться не будет.
Можно провести следующие рассуждения относительно инерциальной системы отсчета. Представьте ситуацию, когда движется автомобиль, затем водитель выключает двигатель, и дальше автомобиль движется по инерции (рис. 9). Но это некорректное утверждение по той простой причине, что с течением времени автомобиль остановится в результате действия силы трения. Поэтому в данном случае не будет равномерного движения — одно из условий отсутствует.
Рис. 9. Скорость автомобиля меняется в результате действия силы трения
Рассмотрим другой случай: с постоянной скоростью движется большой, крупный трактор при этом впереди он тащит большой груз ковшом. Такое движение можно рассматривать как прямолинейное и равномерное, потому что в этом случае все силы, которые действуют на тело, скомпенсированы, уравновешивают друг друга (рис. 10). Значит, систему отсчета, связанную с этим телом, мы можем считать инерциальной.
Рис. 10. Трактор движется равномерно и прямолинейно. Действие всех тел скомпенсировано
Инерциальных систем отсчета может быть очень много. Реально же такая система отсчета все-таки идеализирована, поскольку при ближайшем рассмотрении таких систем отсчета в полном смысле нет. ИСО — это некая идеализация, которая позволяет эффективно моделировать реальные физические процессы.
Для инерциальных систем отсчета справедлива формула сложения скоростей Галилея. Также заметим, что все системы отсчета, о которых мы говорили до этого, можно считать инерциальными в некотором приближении.
Впервые сформулировал закон, посвященный ИСО, Исаак Ньютон. Заслуга Ньютона заключается в том, что он первый научно показал, что скорость движущегося тела меняется не мгновенно, а в результате какого-то действия с течением времени. Вот этот факт и лег в основу создания закона, который мы называем первым законом Ньютона.
Первый закон Ньютона : существуют такие системы отсчета, в которых тело движется прямолинейно и равномерно или находится в состоянии покоя в том случае, если на тело не действуют силы или все силы, действующие на тело, скомпенсированы.
Такие системы отсчета называются инерциальными.
По-другому иногда говорят так: инерциальной системой отсчета называется такая система, в которой выполняются законы Ньютона.
Почему Земля — неинерциальная СО. Маятник Фуко
В большом количестве задач необходимо рассматривать движение тела относительно Земли, при этом Землю мы считаем инерциальной системой отсчета. Оказывается, это утверждение не всегда справедливо. Если рассматривать движение Земли относительно своей оси или относительно звезд, то это движение совершается с некоторым ускорением. СО, которая движется с неким ускорением не может считаться инерциальной в полном смысле.
Земля вращается вокруг своей оси, а значит все точки, лежащие на ее поверхности, непрерывно меняют направление своей скорости. Скорость — векторная величина. Если ее направление меняется, то появляется некоторое ускорение. Следовательно, Земля не может быть правильной ИСО. Если подсчитать это ускорение для точек находящихся на экваторе (точки, которые обладают максимальным ускорением относительно точек, находящихся ближе к полюсам), то его значение будет .
Индекс показывает, что ускорение является центростремительным. В сравнении с ускорением свободного падения , ускорением можно пренебречь и считать Землю инерциальной системой отсчета.
Однако при длительных наблюдениях забывать о вращении Земли нельзя. Убедительно это показал французский ученый Жан Бернар Леон Фуко (рис. 11).
Рис. 11. Жан Бернар Леон Фуко (1819-1868)
Маятник Фуко (рис. 12) — это массивный груз, подвешенный на очень длинной нити.
Рис. 12. Модель маятника Фуко
Если маятник Фуко вывести из состояния равновесия, то он будет описывать следующую траекторию отличную от прямой (рис. 13). Смещение маятника обусловлено вращением Земли.
Рис. 13. Колебания маятника Фуко. Вид сверху.
Вращением Земли обусловлен еще ряд интересных фактов. Например, в реках северного полушария, как правило, правый берег более крутой, а левый берег более пологий. В реках южного полушария — наоборот. Все это обусловлено именно вращением Земли и появляющейся в результате этого силы Кориолиса.
К вопросу о формулировке первого закона Ньютона
Первый закон Ньютона : если на тело не действуют никакие тела либо их действие взаимно уравновешено (скомпенсировано), то это тело будет находиться в состоянии покоя или двигаться равномерно и прямолинейно.
Рассмотрим ситуацию, которая укажет нам на то, что такую формулировку первого закон Ньютона необходимо подкорректировать. Представьте себе поезд с занавешенными окнами. В таком поезде пассажир не может определить, движется поезд или нет, по объектам снаружи. Рассмотрим две системы отсчета: СО, связанная с пассажиром Володей и СО, связанная с наблюдателем на платформе Катей. Поезд начинает разгоняться, скорость его увеличивается. Что произойдет с яблоком, которое лежит на столе? Оно по инерции покатится в противоположную сторону. Для Кати будет очевидно, что яблоко движется по инерции, но для Володи это будет непонятно. Он не видит, что поезд начал свое движение, и вдруг яблоко, лежащее на столе, начинается на него катиться.
Как такое может быть? Ведь, по первому закону Ньютона, яблоко должно оставаться в состоянии покоя. Следовательно, нужно усовершенствовать определение первого закона Ньютона.
Рис. 14. Иллюстрация примеру
Корректная формулировка первого закона Ньютона звучит так: существуют такие системы отсчета, в которых тело движется прямолинейно и равномерно или находится в состоянии покоя в том случае, если на тело не действуют силы или все силы, действующие на тело, скомпенсированы.
Володя находится в неинерциальной системе отсчета, а Катя — в инерциальной.
Большая часть систем, реальных систем отсчета — неинерциальные. Рассмотрим простой пример: сидя в поезде, вы положили на стол какое-либо тело (например, яблоко). Когда поезд трогается с места, мы будем наблюдать такую любопытную картину: яблоко будет двигаться, покатится в противоположную движению поезда сторону (рис. 15). В данном случае мы не сможем определить, какие же тела действуют, заставляют яблоко двигаться.
В этом случае говорят, что система неинерциальная. Но можно выйти из положения, введя силу инерции .
Рис. 15. Пример неинерциальной СО
Еще один пример: когда тело движется по закруглению дороги (рис. 16), то возникает сила, которая заставляет отклоняться тело от прямолинейного направления движения. В этом случае мы тоже должны рассмотреть неинерциальную систему отсчета , но, как и в предыдущем случае, тоже можем выйти из положения, вводя т. н. силы инерции .
Рис. 16. Силы инерции при движении по закругленной траектории
Заключение
Систем отсчета существует бесконечное множество, но среди них большинство — это те, которые мы инерциальными системами отсчета считать не можем. Инерциальная система отсчета — это идеализированная модель. Кстати, такой системой отсчета мы можем принять систему отсчета, связанную с Землей или какими-либо далекими объектами (например, со звездами).
Список литературы
- Кикоин И.
К., Кикоин А.К. Физика: Учебник для 9 класса средней школы. — М.: Просвещение. - Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика. 9 кл.: учебник для общеобразоват. учреждений / А. В. Перышкин, Е. М. Гутник. — 14-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2009. — 300.
- Соколович Ю.А., Богданова Г.С. Физика: Справочник с примерами решения задач. — 2-е издание, передел. — X.: Веста: Издательство «Ранок», 2005. — 464 с.
К., Кикоин А.К. Физика: Учебник для 9 класса средней школы. — М.: Просвещение.- Интернет-портал «physics.ru» ()
- Интернет-портал «ens.tpu.ru» ()
- Интернет-портал «prosto-o-slognom.ru» ()
Домашнее задание
- Сформулируйте определения инерциальной и неинерциальной систем отсчета. Приведите примеры таких систем.
- Сформулируйте первый закон Ньютона.
- В ИСО тело находится в состоянии покоя. Определите, чему равно значение его скорости в ИСО, которая движется относительно первой системы отсчета со скоростью v ?
Все системы отсчёта делят на инерциальные и неинерциальные.
Инерциальная система отсчёта лежит в основе механики Ньютона. Она характеризует равномерное прямолинейное движение и состояние покоя. Неинерциальная система отсчёта связана с ускоренным движением по разной траектории. Это движение определяется по отношению к инерциальным системам отсчёта. Неинерциальная система отсчёта связана с такими эффектами, как сила инерции, центробежная и сила Кориолиса.
Все эти процессы возникают в результате движения, а не взаимодействия между телами. Законы Ньютона в неинерциальных системах отсчёта зачастую не работают. В таких случаях к классическим законам механики добавляются поправки. Силы, обусловленные неинерциальным движением, учитываются при разработке технических изделий и механизмов, в том числе тех, где присутствует вращение. В жизни мы сталкиваемся с ними, перемещаясь в лифте, катаясь на карусели, наблюдая за погодой и течением рек. Их учитывают и при расчёте движения космических аппаратов.
Инерциальные и неинерциальные системы отсчёта
Для описания движения тел инерциальные системы отсчёта подходят не всегда.
В физике выделяют 2 вида систем отсчёта: инерциальные и неинерциальные системы отсчёта. Согласно механике Ньютона, любое тело может быть в состоянии покоя либо равномерного и прямолинейного движения, за исключением случаев, когда на тело оказывается внешнее воздействие. Такое равномерное движение называют движением по инерции.
Инерциальное движение (инерциальные системы отсчёта) составляет основу механики Ньютона и трудов Галилея. Если считать звёзды неподвижными объектами (что на самом деле не совсем так), то любые объекты, движущиеся относительно них равномерно и прямолинейно, будут образовывать инерциальные системы отсчёта.
В отличие от инерциальных систем отсчёта, неинерциальная система перемещается по отношению к указанной с определенным ускорением. При этом использование законов Ньютона требует дополнительных переменных, в противном случае они будут неадекватно описывать систему. Что бы ответить на вопрос, какие системы отсчёта называются неинерциальными, стоит рассмотреть пример неинерциального движения.
Таким движением является вращение нашей и других планет.
Движение в неинерциальных системах отсчёта
Коперник первым показал, насколько сложным может быть движение, если в нём участвует несколько сил. До него считалось, что Земля движется сама по себе, в соответствии с законами Ньютона, и потому ее движение является инерциальным. Однако Коперник доказал, что Земля обращается вокруг Солнца, то есть совершает ускоренное движение по отношению к условно неподвижному объекту, каковым может являться звезда.
Итак, есть разные системы отсчёта. Неинерциальными называют только те, где есть ускоренное движение, которое определяется по отношению к инерциальной системе.
Земля как система отсчёта
Неинерциальная система отсчёта, примеры существования которой можно встретить практически везде, типична для тел со сложной траекторией движения. Земля вращается вокруг Солнца, что создаёт ускоренное движение, характерное для неинерциальных систем отсчёта. Однако в повседневной практике всё, с чем мы сталкиваемся на Земле, вполне согласуется с постулатами Ньютона.
Всё дело в том, что поправки на неинерциальное движение для связанных с Землёй систем отсчёта, очень незначительны и большой роли для нас не играют. И уравнения Ньютона по этой же причине оказываются в целом справедливы.
Маятник Фуко
Впрочем, в некоторых случаях без поправок не обойтись. Например, известный во всём мире маятник Фуко в соборе Санкт-Петербурга совершает не только линейные колебания, но ещё и медленно поворачивается. Этот поворот обусловлен неинерциальностью движения Земли в космическом пространстве.
Впервые об этом стало известно в 1851 году после опытов французского ученого Л. Фуко. Сам эксперимент проводился не в Петербурге, а в Париже, в огромном по размерам зале. Вес шара маятника был около 30 кг, а протяжённость соединительной нити — целых 67 метров.
В тех случаях, когда для описания движения недостаточно только формул Ньютона для инерциальной системы отсчёта, в них добавляют так называемые силы инерции.
Свойства неинерциальной системы отсчёта
Неинерциальная система отсчёта совершает различные движения относительно инерциальной.
Это может быть поступательное движение, вращение, сложные комбинированные движения. В литературе приводится и такой простейший пример неинерциальной системы отсчёта, как ускоренно движущийся лифт. Именно из-за его ускоренного движения мы чувствуем, как нас придавливает к полу, или, наоборот, возникает ощущение, близкое к невесомости. Законы механики Ньютона такое явление объяснить не могут. Если следовать знаменитому физику, то в любой момент на человека в лифте будет действовать одна и та же сила тяжести, а значит и ощущения должны быть одинаковы, однако, в реальности всё обстоит иначе. Поэтому к законам Ньютона необходимо добавить дополнительную силу, которая и называется силой инерции.
Сила инерции
Сила инерции является реальной действующей силой, хотя и отличается по природе от сил, связанных с взаимодействием между телами в пространстве. Она учитывается при разработке технических конструкций и аппаратов, и играет важную роль в их работе. Силы инерции измеряются различными способами, например, при помощи пружинного динамометра.
Неинерциальные системы отсчёта не являются замкнутыми, поскольку силы инерции считаются внешними. Силы инерции являются объективными физическими факторами и не зависят от воли и мнения наблюдателя.
Инерциальные и неинерциальные системы отсчёта, примеры проявления которых можно найти в учебниках физики — это действие силы инерции, центробежная сила, сила Кориолиса, передача импульса от одного тела к другому и другие.
Движение в лифте
Неинерциальные системы отсчёта, силы инерции хорошо проявляют себя при ускоренном подъёме или спуске. Если лифт с ускорением движется вверх, то возникающая сила инерции стремится прижать человека к полу, а при торможении тело, наоборот, начинает казаться более лёгким. По проявлениям сила инерции в данном случае похожа на силу тяжести, но она имеет совсем другую природу. Сила тяжести — это гравитация, которая связана с взаимодействием между телами.
Центробежные силы
Силы в неинерциальных системах отсчёта могут быть и центробежными.
Вводить такую силу необходимо по той же причине, что и силу инерции. Яркий пример действия центробежных сил — вращение на карусели. Тогда как кресло стремится удержать человека на своей «орбите», сила инерции приводит к тому, что тело прижимается к внешней спинке кресла. Это противоборство и выражается в появлении такого явления, как центробежная сила.
Сила Кориолиса
Действие этой силы хорошо известно на примере вращения Земли. Назвать её силой можно лишь условно, поскольку таковой она не является. Суть её действия состоит в том, что при вращении (например, Земли) каждая точка сферического тела движется по окружности, тогда как объекты, оторванные от Земли, в идеале перемещаются прямолинейно (как, например, свободно летящее в космосе тело). Поскольку линия широты является траекторией вращения точек земной поверхности, и имеет вид кольца, то любые тела, оторванные от нее и первоначально движущиеся вдоль этой линии, перемещаясь линейно, начинают всё больше отклоняться от неё в направлении более низких широт.
Другой вариант — когда тело запущено в меридиональном направлении, но из-за вращения Земли, с точки зрения земного наблюдателя, движение тела уже не будет строго меридиональным.
Сила Кориолиса оказывает большое влияние на развитие атмосферных процессов. Под её же влиянием вода сильнее ударяет в восточный берег текущих в меридиональном направлении рек, постепенно размывая его, что приводит к появлению обрывов. На западном же, напротив, откладываются осадки, поэтому он более пологий и часто заливается водой при паводках. Правда, это не единственная причина, приводящая к тому, что один берег реки выше другого, но во многих случаях она является доминирующей.
Сила Кориолиса имеет и экспериментальное подтверждение. Оно было получено немецким физиком Ф. Райхом. В эксперименте тела падали с высоты 158 м. Всего было проведено 106 таких опытов. При падении тела отклонялись от прямолинейной (с точки зрения земного наблюдателя) траектории приблизительно на 30 мм.
Инерциальные системы отсчёта и теория относительности
Специальная теория относительности Эйнштейна создавалась применительно к инерциальным системам отсчёта.
Так называемые релятивистские эффекты, согласно этой теории, должны возникать в случае очень больших скоростей движения тела относительно «неподвижного» наблюдателя. Все формулы специальной теории относительности также расписаны для равномерного движения, свойственного инерциальной системе отсчёта. Первый постулат этой теории утверждает равноценность любых инерциальных систем отсчёта, т. е. постулируется отсутствие особых, выделенных систем.
Однако это ставит под сомнение возможность проверки релятивистских эффектов (как и сам факт их наличия), что привело к появлению таких явлений, как парадокс близнецов. Поскольку системы отсчёта, связанные с ракетой и Землёй, принципиально равноправны, то и эффекты замедления времени в паре «Земля — ракета» будут зависеть только от того, где находится наблюдатель. Так, для наблюдателя на ракете, время на Земле должно идти медленнее, а для человека, находящегося на нашей планете, наоборот, оно должно идти медленнее на ракете. В результате близнец, оставшийся на Земле, увидит своего прибывшего брата более молодым, а тот, кто был в ракете, прилетев, должен увидеть моложе того, кто остался на Земле.
Понятно, что физически такое невозможно.
Значит, чтобы наблюдать релятивистские эффекты, нужна какая-то особая, выделенная система отсчёта. Например, предполагается, что мы наблюдаем релятивистское увеличение времени жизни мюонов, если они движутся с околосветовой скоростью относительно Земли. Это значит, что Земля должна (причём, безальтернативно) обладать свойствами приоритетной, базовой системы отсчёта, что противоречит первому постулату СТО. Приоритет возможен только в случае, если Земля является центром вселенной, что согласуется только с первобытной картиной мира и противоречит физике.
Неинерциальные системы отсчёта как неудачный способ объяснения парадокса близнецов
Попытки объяснить приоритет «земной» системы отсчёта не выдерживают никакой критики. Некоторые ученые такой приоритет связывают именно с фактором инерциальности одной и неинерциальности другой системы отсчёта. При этом систему отсчёта, связанную с наблюдателем на Земле, считают инерциальной, при том, что в физической науке она официально признана неинерциальной (Детлаф, Яворский, курс физики, 2000).
Это первое. Второе — это всё тот же принцип равноправия любых систем отсчёта. Так, если космический корабль уходит от Земли с ускорением, то с точки зрения наблюдателя на самом корабле, он статичен, а Земля, напротив, улетает от него с возрастающей скоростью.
Получается, что сама Земля является особой системой отсчёта либо наблюдаемые эффекты имеют иное (не релятивистское) объяснение. Может быть, процессы связаны с особенностями постановки или интерпретации экспериментов, либо с иными физическими механизмами наблюдаемых явлений.
Заключение
Таким образом, неинерциальные системы отсчёта приводят к появлению сил, которые не нашли своего места в законах механики Ньютона. При расчётах для неинерциальных систем учёт этих сил является обязательным, в том числе, при разработке технических изделий.
Инерциальная система отсчёта
Инерциа́льная систе́ма отсчёта (ИСО) — система отсчёта , в которой справедлив первый закон Ньютона (закон инерции): все свободные тела (то есть такие, на которые не действуют внешние силы или действие этих сил компенсируется) движутся прямолинейно и равномерно или покоятся .
Эквивалентной является следующая формулировка, удобная для использования в теоретической механике :
Свойства инерциальных систем отсчёта
Всякая система отсчёта, движущаяся относительно ИСО равномерно и прямолинейно, также является ИСО. Согласно принципу относительности , все ИСО равноправны, и все законы физики инвариантны относительно перехода из одной ИСО в другую. Это значит, что проявления законов физики в них выглядят одинаково, и записи этих законов имеют одинаковую форму в разных ИСО.
Предположение о существовании хотя бы одной ИСО в изотропном пространстве приводит к выводу о существовании бесконечного множества таких систем, движущихся друг относительно друга со всевозможными постоянными скоростями. Если ИСО существуют, то пространство будет однородным и изотропным, а время — однородным; согласно теореме Нётер , однородность пространства относительно сдвигов даст закон сохранения импульса , изотропность приведёт к сохранению момента импульса , а однородность времени — к сохранению энергии движущегося тела.
Если скорости относительного движения ИСО, реализуемых действительными телами, могут принимать любые значения, связь между координатами и моментами времени любого «события» в разных ИСО осуществляется преобразованиями Галилея .
Связь с реальными системами отсчёта
Абсолютно инерциальные системы представляют собой математическую абстракцию, естественно, в природе не существующую. Однако существуют системы отсчёта, в которых относительное ускорение достаточно удалённых друг от друга тел (измеренное по эффекту Доплера) не превышает 10 −10 м/с², например, Международная небесная система координат в сочетании с Барицентрическим динамическим временем дают систему, относительные ускорения в которой не превышают 1,5·10 −10 м/с² (на уровне 1σ) . Точность экспериментов по анализу времени прихода импульсов от пульсаров, а вскоре — и астрометрических измерений, такова, что в ближайшее время должно быть измерено ускорение Солнечной системы при её движении в гравитационном поле Галактики, которое оценивается в м/с² .
С разной степенью точности и в зависимости от области использования инерциальными системами можно считать системы отсчёта, связанные с: Землёй , Солнцем , неподвижные относительно звезд.
Геоцентрическая инерциальная система координат
Применение Земли в качестве ИСО, несмотря на приближённый его характер, широко распространено в навигации . Инерциальная система координат, как часть ИСО строится по следующему алгоритму. В качестве точки O- начала координат выбирается центр земли в соответствии с принятой её моделью. Ось z – совпадает с осью вращения земли. Оси x и y находятся в экваториальной плоскости. Следует заметить, что такая система не участвует во вращении Земли.
Примечания
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое «Инерциальная система отсчёта» в других словарях:
Система отсчёта, в к рой справедлив закон инерции: матер. точка, когда на неё не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.
Всякая система отсчёта,… … Физическая энциклопедия
ИНЕРЦИАЛЬНАЯ Система ОТСЧЁТА, смотри Система отсчета … Современная энциклопедия
Инерциальная система отсчёта — ИНЕРЦИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОТСЧЁТА, смотри Система отсчета. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
инерциальная система отсчёта — inercinė atskaitos sistema statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Galilean frame of reference; inertial reference system vok. inertiales Bezugssystem, n; Inertialsystem, n; Trägheitssystem, n rus. инерциальная система отсчёта, f pranc.… … Fizikos terminų žodynas
Система отсчёта, в которой справедлив закон инерции: материальная точка, когда на неё не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Всякая… … Большая советская энциклопедия
Система отсчёта, в к рой справедлив закон инерции, т. е. тело, свободное от воздействий со стороны др. тел, сохраняет неизменной свою скорость (по абс.
значению и по направлению). И. с. о. является такая (и только такая) система отсчёта, к рая… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Система отсчёта, в к рой справедлив закон инерции: материальная точка, на к рую не действуют никакие силы, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения Любая система отсчёта, движущаяся относительно И. с. о. поступательно … Естествознание. Энциклопедический словарь
инерциальная система отсчёта — Система отсчёта, по отношению к которой изолированная материальная точка находится в покое или движется прямолинейно и равномерно … Политехнический терминологический толковый словарь
Система отсчёта, в которой справедлив закон инерции: материальная точка, на которую не действуют никакие силы, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Любая система отсчёта, движущаяся относительно инерциальной… … Энциклопедический словарь
Система отсчёта инерциальная — система отсчёта, в которой справедлив закон инерции: материальная точка, когда на неё не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.
Всякая система… … Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов
Древние философы пытались понять суть движения, выявить воздействие звезд и Солнца на человека. Кроме того, люди всегда пытались выявить те силы, которые действуют на материальную точку в процессе ее движения, а также в момент покоя.
Аристотель считал, что при отсутствии движения на тело не оказывают воздействия какие-либо силы. Попробуем выяснить, какие системы отсчета называются инерциальными, приведем их примеры.
Состояние покоя
В повседневной жизни трудно выявить подобное состояние. Практически во всех видах механического движения предполагается присутствие посторонних сил. Причиной является сила трения, не дающая многим предметам покидать свое первоначальное положение, выходить из состояния покоя.
Рассматривая примеры инерциальной системы отсчета, отметим, что все они отвечают 1 закону Ньютона. Только после его открытия удалось объяснить состояние покоя, указывать силы, действующие в этом состоянии на тело.
Формулировка 1 закона Ньютона
В современной интерпретации он объясняет существование систем координат, относительно которых можно рассматривать отсутствие воздействия на материальную точку внешних сил. С точки зрения Ньютона, инерциальными называются системы отсчета, которые позволяют рассматривать сохранение скорости тела на протяжении длительного времени.
Определения
Какие системы отсчета являются инерциальными? Примеры их изучаются в школьном курсе физики. Инерциальными считают такие системы отсчета, относительно которых материальная точка передвигается с постоянной скоростью. Ньютон уточнял, что любое тело может находиться в подобном состоянии до тех пор, пока нет необходимости прикладывать к нему силы, способные изменять подобное состояние.
В реальности закон инерции выполняется не во всех случаях. Анализируя примеры инерциальных и неинерциальных систем отсчета, рассмотрим человека, держащегося за поручни в передвигающемся транспорте. При резком торможении машины человек автоматически передвигается относительно транспорта, несмотря на отсутствие внешней силы.
Получается, что не все примеры инерциальной системы отсчета соответствуют формулировке 1 закона Ньютона. Для уточнения закона инерции было введено уточненное отсчета, в которых он безукоризненно выполняется.
Виды систем отсчета
Какие системы отсчета называются инерциальными? Скоро это станет понятно. «Приведите примеры инерциальных систем отсчета, в которых выполняется 1 закон Ньютона» — подобное задание предлагают школьникам, выбравшим физику в качестве экзамена в девятом классе. Для того чтобы справиться с поставленной задачей, необходимо иметь представление об инерциальных и неинерциальных системах отсчета.
Инерция предполагает сохранение покоя или равномерного прямолинейного движения тела до тех пор, пока тело находится в изоляции. «Изолированными» считают тела, которые не связаны, не взаимодействуют, удалены друг от друга.
Рассмотрим некоторые примеры инерциальной системы отсчета. Если считать системой отсчета звезду в Галактике, а не движущийся автобус, выполнение закона инерции для пассажиров, которые держатся за поручни, будет безупречным.
Во время торможения данное транспортное средство будет продолжать равномерное прямолинейное движение до тех пор, пока на него не будут воздействовать иные тела.
Какие примеры инерциальной системы отсчета можно привести? Они не должны иметь связи с анализируемым телом, влиять на его инертность.
Именно для таких систем выполняется 1 закон Ньютона. В реальной жизни трудно рассматривать передвижение тела относительно инерциальных систем отсчета. Невозможно попасть на далекую звезду, чтобы с нее проводить земные эксперименты.
В качестве условных систем отсчета принимают Землю, несмотря на то что она связана с предметами, размещенными на ней.
Рассчитать ускорение в инерциальной системе отсчета можно, если считать в качестве системы отсчета поверхность Земли. В физике нет математической записи 1 закона Ньютона, но именно он является основой для выведения многих физических определений и терминов.
Примеры инерциальных систем отсчета
Школьникам иногда сложно понять физические явления.
Девятиклассникам предлагается задание следующего содержания: «Какие системы отсчета называются инерциальными? Приведите примеры подобных систем». Допустим, что тележка с шаром первоначально движется по ровной поверхности, имея постоянную скорость. Далее она передвигается по песку, в результате шар приводится в ускоренное движение, несмотря на то что на него не действуют иные силы (их суммарное воздействие равно нулю).
Суть происходящего можно пояснить тем, что во время движения по песчаной поврехности система перестает быть инерциальной, она обладает постоянной скоростью. Примеры инерциальных и неинерциальных систем отсчета свидетельствуют о том, что в определенный промежуток времени происходит их переход.
При разгоне тела его ускорение имеет положительную величину, а при торможении этот показатель становится отрицательным.
Криволинейное движение
Относительно звезд и Солнца движение Земли осуществляется по криволинейной траектории, что имеет форму эллипса.
Та система отсчета, в которой центр совмещается с Солнцем, а оси направлены на определенные звезды, будет считаться инерциальной.
Отметим, что всякая система отсчета, которая будет прямолинейно и равномерно передвигаться относительно гелиоцентрической системы, является инерциальной. Криволинейное движение осуществляется с некоторым ускорением.
Учитывая тот факт, что Земля совершает движение вокруг своей оси, система отсчета, которая связана с ее поверхностью, относительно гелиоцентрической движется с некоторым ускорением. В подобной ситуации можно сделать вывод, что система отсчета, которая связана с поверхностью Земли, передвигается с ускорением относительно гелиоцентрической, поэтому ее нельзя считать инерциальной. Но значение ускорения подобной системы настолько мало, что во многих случаях существенно влияет на специфику механических явлений, рассматриваемых относительно нее.
Чтобы решать практические задачи технического характера, принято считать инерциальной ту систему отсчета, которая жестко связана с поверхностью Земли.
Относительность Галилея
Все инерциальные системы отсчета имеют важное свойство, которое описывается принципом относительности. Суть его заключается в том, что любое механическое явление при одинаковых начальных условиях осуществляется одинаково независимо от выбираемой системы отсчета.
Равноправие ИСО по принципу относительности выражается в следующих положениях:
- В таких системах одинаковы, поэтому любое уравнение, которое описывается ними, выражается через координаты и время, остается неизменным.
- Результаты проводимых механических опытов позволяют устанавливать, будет ли система отсчета покоиться, или она совершает прямолинейное равномерное движение. Любая система условно может быть признана неподвижной, если другая при этом совершает относительно нее движение с некоторой скоростью.
- Уравнения механики остаются неизменными по отношению к преобразованиям координат в случае перехода от одной системы ко второй. Можно описать одно и то же явление в различных системах, но их физическая природа при этом меняться не будет.
Решение задач
Первый пример.
Определите, является ли инерциальной системой отсчета: а) искусственный спутник Земли; б) детский аттракцион.
Ответ. В первом случае не идет речи об инерциальной системе отсчета, поскольку спутник передвигается по орбите под воздействием силы земного притяжения, следовательно, движение происходит с некоторым ускорением.
Второй пример.
Система отчета прочно связана с лифтом. В каких ситуациях ее можно называть инерциальной? Если лифт: а) падает вниз; б) передвигается равномерно вверх; в) ускоренно поднимается; г) равномерно направляется вниз.
Ответ. а) При свободном падении появляется ускорение, поэтому система отсчета, что связана с лифтом, не будет являться инерциальной.
б) При равномерном передвижении лифта система является инерциальной.
в) При движении с некоторым ускорением систему отсчета считают инерциальной.
г) Лифт передвигается замедленно, имеет отрицательное ускорение, поэтому нельзя назвать систему отсчета инерциальной.
Заключение
На протяжении всего времени своего существования человечество пытается понять явления, происходящие в природе. Попытки объяснить относительность движения были предприняты еще Галилео Галилеем. Исааку Ньютону удалось вывести закон инерции, который стали использовать в качестве основного постулата при проведении вычислений в механике.
В настоящее время в систему определения положения тела включают тело, прибор для определения времени, а также систему координат. В зависимости от того, подвижным или неподвижным является тело, можно дать характеристику положения определенного объекта в нужный промежуток времени.
Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона
Вы наверняка помните, что движение любого тела относительно. То есть нельзя сказать, имеет ли тело ускорение, если не указать, в какой системе отсчета рассматривается его движение. Например, в системе отсчета, связанной с Землей, тележка, изображенная на рис. 65, покоилась до того момента, как мы начали на нее действовать.
Следовательно, в отсутствие действия на тележку ее ускорение относительно Земли было равно нулю. Но если посмотреть на эту же тележку из системы отсчета, связанной с разгоняющимся автомобилем (рис. 71), который едет по дороге с ускорением a относительно Земли, то ситуация изменится. В этой системе отсчета гам автомобиль будет неподвижен, а тележка будет двигаться вместе с Землей навстречу автомобилю с ускорением, хотя на нее ничто не действует.
Таким образом, все возможные системы отсчета можно разделить на две группы. В одних системах отсчета (неподвижных или движущихся равномерно прямолинейно относительно Земли) точечное тело, на которое ничто не действует, движется равномерно прямолинейно или покоится. Напротив, в других системах отсчета (движущихся относительно Земли с ускорением) это же тело, на которое ничто не действует, имеет ускорение.
На самом деле тщательные исследования показали, что даже в системах отсчета, связанных с Землей, точечное тело, на которое ничто не действует, движется равномерно прямолинейно (по закону равномерного прямолинейного движения) лишь приближенно.
Это объясняется, в частности, тем, что, как вы знаете из курса «Естествознание» Земля вращается вокруг своей оси и движется вокруг Солнца. По этой причине можно считать, что закон инерции Галилея выполняется только при рассмотрении движений, которые происходят в течение не очень длительных промежутков времени на небольших расстояниях. В опытах Галилея рассматривались именно такие движения. Следовательно, система отсчета, связанная с Землей, не всегда пригодна для ответа на вопрос, испытывает ли изучаемое тело действие со стороны других тел.
Как же выбрать систему отсчета, в которой можно выяснить, действуют ли на изучаемое тело другие тела?
Попробуем разобраться, как это можно сделать.
Прежде всего необходимо найти такое тело, на которое не действуют другие тела. Такое тело принято называть свободным. Имея такое тело, мы можем рассматривать его движение в различных системах отсчета. Та система отсчета, в которой скорость свободного тела не изменяется со временем, и будет искомой системой отсчета.
Но где взять такое тело, чтобы быть заранее уверенным, что на него ничто не действует? Выход прост. Надо выбрать такое точечное тело, которое находится очень далеко от всех других тел (например, где-то в космосе вдали от всех звезд). Тогда, как показывают эксперименты, можно считать, что действие других тел на это тело практически равно нулю.
Движение тела без воздействия на него других тел называют движением по инерции. Поэтому искомую систему отсчета, в которой свободное точечное тело движется равномерно прямолинейно или покоится, называют инерциальной.
Систему отсчета называют инерциальной, если в ней свободное тело (точечное тело, удаленное от всех других объектов) движущихся равномерно прямолинейно или покоится.
Ясно, что существуют и другие системы отсчета, в которых свободное тело движется с ускорением. В отличие от инерциальных, все такие системы отсчета называют неинерциальными.
Но существуют ли инерциальные системы отсчета? Или так же, как в случае с системой отсчета, связанной с Землей, движение свободного тела в этих системах отсчета будет равномерным прямолинейным лишь приближенно?
В современной физике постулируется, что
инерциальные системы отсчета существуют.
Это утверждение называют краткой формулировкой первого закона Ньютона.
Этот закон является одним из фундаментальных законов природы, важным не только в механике, но и во всех других разделах физики.
С очень высокой точностью инерциальными являются системы отсчета, связанные со звездами, в том числе с Солнцем. Для тех задач, которые мы будем решать, можно считать инерциальной систему отсчета, жестко связанную с Землей. Поэтому любую систему отсчета, связанную с телом, которое движется прямолинейно равномерно или покоится относительно Земли, мы будем считать инерциальной.
В дальнейшем все задачи мы с вами будем решать в инерциальных системах отсчета – ИСО, выбирая в качестве тела отсчета либо Землю, либо тело, которое движется относительно Земли с постоянной скоростью (в частном случае – покоится).
Подводя итог сказанному, дадим полную формулировку первого закона Ньютона, используя современную терминологию.
Существуют системы отсчета, относительно которых свободное (не подвергаемое действию других тел) точечное тело покоится или движется равномерно прямолинейно.
Эти системы отсчета называют инерциальными.
Таким образом, если в выбранной нами ИСО у тела изменяется скорость, то это означает, что на тело действует другое тело (или другие тела). Верно и обратное утверждение: если на некоторое (первое) тело действует другое тело, то у этого (первого) тела в ИСО изменяется скорость.
Итоги
Свободным телом называют тело, на которое не действуют другие тела.
Систему отсчета называют инерциальной, если в ней свободное тело (точечное тело, удаленное от всех других объектов) покоится или движется равномерно прямолинейно.
Первый закон Ньютона (краткая формулировка).
Инерциальные системы отсчета существуют.
Первый закон Ньютона (полная формулировка).
Существуют системы отсчета, относительно которых свободное точечное тело покоится или движется равномерно прямолинейно. Эти системы отсчета называют инерциальными.
Любую систему отсчета, связанную с телом, которое движется равномерно прямолинейно или покоится относительно Земли, будем считать инерциальной.
Все задачи будем решать только в инерциальных системах отсчета.
Вопросы
- Объясните, почему для ответа на вопрос о причине изменения скорости тела систему отсчета необходимо выбирать специальным образом. Расскажите, как это следует делать.
- Сформулируйте определение инерциальной системы отсчета.
- Сформулируйте первый закон Ньютона.
Упражнения
- Тело находится в состоянии покоя в ИСО. Чему равно значение скорости этого тела в ИСО, которая движется относительно первой системы отсчета со скоростью, имеющей значение v?
- Тело движется относительно Земли с ускорением. Можно ли утверждать, что на это тело действует другое тело (или другие тела)?
- Может ли иметь ускорение тело, движущееся по инерции, относительно: а) инерциальной; б) неинерциальной системы отсчета?
- Представьте себя сидящим в купе поезда с занавешенным окном. Звукоизоляция столь хороша, что перестука колес во время движения услышать невозможно. Сможете ли вы определить, движется ли поезд с постоянной скоростью, или же он стоит неподвижно?
- Предположим, что вы сидите в купе поезда, о котором говорилось в упражнении 4. Вам известно, что поезд находится на прямолинейном горизонтальном отрезке дороги. Вы положили на горизонтальный пол вагона стальной шарик и увидели, что он некоторое время оставался неподвижным. Потом он покатился: а) к передней стенке вагона с некоторым ускорением; б) к задней стенке вагона с тем же ускорением. Что вы можете сказать о характере движения поезда в этих случаях? Ответы обоснуйте.
Сможете ли вы определить, движется ли поезд с постоянной скоростью, или же он стоит неподвижно?Система отсчета в физике – что это такое: определение, какие бывают системы и что они включают в себя
Для решения задач механики необходимо определить положение тела в пространстве. Только тогда можно будет рассматривать его движение. Для этого необходима система отсчета в физике и механике — это система координат и способ измерения времени.
Содержание
Определение
Система отсчета в физике включает в себя тело отсчета, связанные с ним оси координат и прибор для измерения времени.
Тело отсчета — это точка, от которой отсчитывают положение всех остальных точек. Она может быть выбрана в любом месте пространства. Иногда в качестве начальной точки выбирают несколько тел.
Что такое система координат? Она дает возможность однозначно определить положение точки относительно начальной точки. Каждой точке пространства сопоставляются числа (одно или несколько), которые откладываются на координатных осях.
Пример — шахматная доска. Каждая клетка обозначается буквой и цифрой, по одной оси идут буквы, по другой цифры. Благодаря им мы можем однозначно описать положение фигуры.
Важно! Оси обозначаются латинскими или греческими буквами. Они имеют положительное и отрицательное направление.
Наиболее распространенные в физике виды координат — это:
- прямоугольные, или декартовы — угол между осями прямой, используются две (на плоскости) или три (в трехмерном пространстве) оси,
- полярные — на плоскости, где в качестве координат используется расстояние от центра r и угол относительно полярной оси (полярный угол),
- цилиндрические — расширение полярных на трехмерное пространство, добавляется ось z, перпендикулярная r и плоскости, в которой лежит полярный угол,
- сферические — трехмерные, используются два угла и расстояние от центра, так построены географические и астрономические координаты.
Это интересно! Как правильно перевести МПА атмосферы
Существует множество других вариантов координат. Можно переходить из одних в другие, преобразуя координаты с помощью уравнений.
Понятие системы отсчета (СО) включает прибор для измерения времени, другими словами, часы. Он необходим, чтобы рассматривать движение точки — изменение ее положения со временем.
Изменения положения точки относительно выбранной СО описываются уравнениями движения. Они показывают, как изменяется положение точки с течением времени.
Виды систем отсчета
В зависимости от того, какие задачи надо решить, можно выбрать те или иные системы отсчета.
Это интересно! Квантовые постулаты Нильса Бора: кратко об основных положениях
Инерциальная и неинерциальная
СО бывают инерциальные и неинерциальные. Понятие инерциальной СО важно для кинематики — раздела физики, изучающего движение тел.
Инерциальная СО движется прямолинейно с неизменной скоростью относительно окружающих тел.
Окружающие предметы на нее не воздействуют. Если она стоит на месте — это тоже частный случай равномерного прямолинейного движения. Такие СО имеют следующие свойства:
- инерциальная СО, которая движется относительно другой инерциальной СО, также будет инерциальной,
- все законы физики выполняются в разных ИСО одинаково и имеют одинаковую форму записи,
- координаты и время в разных ИСО в классической механике связаны преобразованиями Галилея,
- в специальной теории относительности вместо них пользуются преобразованиями Лоренца, а скорость не может превышать некоторую постоянную (скорость света с).
Пример инерциальной СО — гелиоцентрическая, с центром в Солнце. СО, связанная с землей, инерциальной не будет. Наша планета движется вокруг солнца криволинейно, кроме того, на нее действует гравитация Солнца. Однако для многих задач этим ускорением и воздействием Солнца можно пренебречь. Это задачи, где «место действия» поверхность Земли. Например, если нам нужно найти скорость снаряда, выпущенного из пушки, влияние Солнца и вращение Земли нас не интересует.
Неинерциальная СО подвергается воздействию других предметов, поэтому движется с ускорением. К неинерциальным относятся и вращающиеся СО. В неинерциальных СО законы Ньютона не выполняются, но можно описывать перемещение теми же уравнениями, что и в ИСО, если ввести дополнительные силы.
Система центра масс и лабораторная
В механике также используется система центра масс (центра инерции), сокращенно с.ц.м. или с.ц.и. В качестве начала координат в такой СО выбирают центр масс нескольких объектов. Сумма их импульсов в такой СО равна нулю.
Применяют с.ц.и. чаще всего в задачах рассеяния. Наш портал prostitutkiufytop.net приглашает всех ценителей разнообразного секса! Ознакомьтесь с собранными профилями женщин. Задачи такого типа решают в механике и ядерной физике, например, это задачи о столкновении частиц в ускорителях.
В таких задачах также используют лабораторную СО. Она противоположна с.ц.и. В ЛСО положение частиц определяют относительно покоящейся мишени, на которой рассеиваются другие частицы.
Это интересно! Формула закона полного отражения и преломления света
Полезное видео: инерциальные и неинерциальные системы отсчёта
Относительность движения
По современным представлениям, абсолютной СО не существует. Это значит, что рассматривать движение тел можно только по отношению к другим телам. Не имеет смысла говорить о том, что предмет «двигается вообще». Причина этого — свойства пространства и времени:
- пространство изотропно, то есть в нем все направления равноценны,
- пространство однородно — все точки обладают одинаковыми свойствами,
- время однородно — нет каких-то особых моментов времени, все они равноценны.
Важно! Во времена Ньютона считалось, что можно рассматривать движение относительно абсолютного пространства, позже — относительно эфира в электродинамике Максвелла.
Разработанная Эйнштейном теория относительности доказала, что абсолютного начала отсчета быть не может.Полезное видео: определение координат тела
Вывод
Системы отсчета в физике необходимы, чтобы рассматривать движение тел. Их можно выбирать по-разному, как удобнее для конкретной задачи, так как движение относительно. Для механики важны инерциальные СО — те, которые движутся равномерно и прямолинейно относительно других тел.
| А | |
| Абразивы | 25.100.70 |
| Автобусы | 43.080.20 |
| Автоматизированные системы | 25.040 |
| Автоматы торговые | 55.230 |
| Автомобили легковые | 43.100 |
| Агенты холодильные | 71. 100.45 |
| Агрегаты генераторные | 29.160.40 |
| Агрохимикаты | 65.100 |
| Аддитивные технологии | 25.030 |
| Администрация | 03.160 |
| — словари | 01.040.03 |
| Азотные соединения | 71.080.30 |
| Аккумуляторы | 29.220.20, 29.220.30 |
| Аксессуары | 61.040, 97.130 |
| Акустика | 17.140 |
| — в зданиях | 91.120.20 |
| Алюминий | 49.025.20, 77.120.10 |
| Альдегиды | 71.080.80 |
| Анализ | |
| — крови и мочи | 11.100.30 |
| — органолептический | 67.240 |
| — пищевых продуктов | 67.050 |
| — ситовый | 19.120 |
| Ангидриды | 71.080.50 |
| Антенны | 33.120.40 |
| Антифризы | 71. 100.45 |
| Аппаратура | |
| — для телетекстов, телексов и телефаксов | 33.050.30 |
| — коммутационная | 29.130 |
| — пейджинговая | 33.050.20 |
| — приемная и передающая | 33.060.20 |
| — телекоммуникационная | 33.050 |
| — телефонная | 33.050.10 |
| — управления | 29.130, 29.240.30 |
| Аппараты | |
| — авиационные | 49.020 |
| — для переливания крови, вливаний и инъекций | 11.040.20 |
| — дыхательные | 11.040.10 |
| — колонного типа | 71.120.20 |
| — космические | 49.020 |
| — наркозные | 11.040.10 |
| — реанимационные | 11.040.10 |
| — холодильные | 27.200, 97.130.20 |
| Арматура | |
| — для зданий | 91. 190 |
| — трубопроводная | 29.060 |
| — электрическая | 29.120 |
| Астрономия | 07.040 |
| Атмосфера | 13.040.20, 13.040.30 |
| Аудио- и видеотехника | 33 |
| — словари | 01.040.33 |
| Аудиосистемы | 33.160.30 |
| Аэропортов сооружение | 93.120 |
| Б | |
| Баки | 23.020.10 |
| Балансировка | 21.120.40 |
| Баллоны | 55.120 |
| — газовые | 23.020.35 |
| Банки | 55.100, 55.120 |
| Банковское дело | 03.060 |
| — применение приложений ИТ | 35.240.40 |
| Барабаны | 55.140 |
| Батареи | 29.220 |
| Безопасность | |
| — атомных электростанций | 27.120.20 |
| — в быту | 13. 120 |
| — ИТ | 35.030 |
| — механизмов | 13.110 |
| — профессиональной деятельности | 13.100 |
| — словари | 01.040.13 |
| Белье | 97.160 |
| Бетон | 91.100.30 |
| Биологические и альтернативные источники энергии | 27.190 |
| Биология | 07.080 |
| Биометрия | 35.240.15 |
| Блок цилиндров | 43.060.10 |
| Бобины | 55.060 |
| Бобовые | 67.060 |
| Болты | 21.060.10, 49.030.20 |
| Ботаника | 07.080 |
| Бочки | 55.140 |
| Бревна пиловочные | 79.040 |
| Бумага | 37.040.20, 85.060 |
| — процессы производства | 85.020 |
| Бутыли | 55.100 |
| Бухгалтерский учет | 03. 100.60 |
| В | |
| Валы | 21.120 |
| Вводы | 29.080.20 |
| Величины и единицы измерения | 01.060 |
| Велосипеды | 43.150 |
| Вентиляторы | 23.120 |
| Веревки | 59.080.50 |
| Ветеринария | 11.220 |
| Вещества | |
| — взрывчатые | 71.100.30 |
| — делящиеся ядерные | 27.120.30 |
| — поверхностно-активные | 71.100.40 |
| — связующие | 87.060.20, 91.100.50 |
| — химические | 71.060, 71.080 |
| Взаимосвязь открытых систем | 35.100 |
| Взрывозащита | 13.230 |
| Вибрация | 17.160 |
| — воздействие на человека | 13.160 |
| Видеосистемы | 33.160.40 |
| Вилки | 29. 120.30 |
| Винты | 21.060.10, 49.030.20 |
| Внутренняя отделка | 91.180 |
| Вода | |
| — естественных источников | 13.060.10 |
| — исследование | 13.060.50, 13.060.60, 13.060.70 |
| — качество | 13.060 |
| — питьевая | 13.060.20 |
| — промышленная | 13.060.25 |
| — сточная | 13.060.30 |
| Водонепроницаемость | 91.120.30 |
| Военное дело | 01.040.95, 95 |
| Военно-инженерное дело | 01.040.95, 95 |
| Вооружение | 01.040.95, 95 |
| Воздух | |
| — качество | 13.040 |
| Волноводы | 33.120.10 |
| Волокна | 33.180.10, 59.060 |
| Вооружение | 95.060 |
| Воспламеняемость | 13.220.40 |
| Втулки | 21. 060.60 |
| Выбросы | 13.020.40, 13.040.40, 13.040.50 |
| Выпрямители | 29.200 |
| Г | |
| Газы | 27.075, 29.040, 71.100.20, 75.060 |
| — добыча и переработка | 01.040.75, 75.020 |
| Гайки | 21.060.20, 49.030.30 |
| Гальванические элементы и батареи | 29.220 |
| Гвозди | 21.060.50, 49.030.40 |
| Гелиоэнергетика | 27.160 |
| Генераторы | 29.160.20 |
| География | 07.040 |
| Геодезия | 07.040 |
| Геология | 07.060 |
| Геотекстиль | 59.080.70 |
| Гербициды | 65.100.20 |
| Гибкие приводы | 21.220 |
| Гигиена промышленная | 13.100 |
| Гидравлические и пневматические системы | 23 |
| — словари | 01. 040.23 |
| Гидрология | 07.060 |
| Гидроприводы | 23.100 |
| Гидроэнергетика | 27.140 |
| Гипс | 91.100.10 |
| Головные уборы | 61.040 |
| Голье | 59.140.20 |
| Горелки газовые | 27.060 |
| Горное дело | 01.040.73, 73.020 |
| Горшки | 55.100 |
| Графика | |
| — компьютерная | 35.140 |
| Грузовики | 43.080.10 |
| Грунт | |
| — выемка | 93.020 |
| — качество | 13.080 |
| — свойства | 13.080.20, 13.080.30, 13.080.40 |
| — химические характеристики | 13.080.10 |
| Д | |
| Двери | 91.060.50 |
| Двигатели | 29.160.30 |
| — авиационно-космические | 49. 050 |
| — внутреннего сгорания | 27.020, 43.060 |
| — паровые | 27.040 |
| — судовые | 47.020.20 |
| Движительные системы | 47.020.20 |
| Дезинфекция | 11.080 |
| Делительные головки | 25.060.20 |
| Демография | 03.020 |
| Денежные системы | 03.060 |
| Детали машин | 21.180 |
| Диоды | 31.080.10 |
| Диски магнитные | 35.220.21 |
| Дисплеи | 31.120 |
| Документация | 01, 01.140.01 |
| — на продукцию техническая | 01.110 |
| — на разработку программного обеспечения | 35.080 |
| Документы в управлении, торговле и промышленности | 10.140.30 |
| Домашнее хозяйство | 97.020 |
| Допуски | 17.040.10 |
| Досуг | 03. 200 |
| Древесина | 79.040 |
| Ж | |
| Животноводство | 65.020.30 |
| Животного происхождения продукты | 67.120 |
| Жидкости | |
| — гидравлические | 75.120 |
| — изоляционные | 29.040 |
| Жизненный цикл продукции | 13.020.60 |
| З | |
| Заготовки | 03.100.10 |
| Загрязнение | 13.020.40, 23.100.60 |
| Задвижки | 23.060.30 |
| Зажимы | 21.060.70 |
| Законодательство | 03.160 |
| Заклепки | 21.060.40, 49.030.60 |
| Закупки | 03.100.10 |
| Занятость | 03.040 |
| Застежки для одежды | 61.040 |
| Защита | |
| — зданий | 91.120 |
| — от вибрации | 91. 120.25 |
| — от избыточного давления | 13.240 |
| — от молний | 91.120.40 |
| — от опасных грузов | 13.300 |
| — от пожара | 13.220 |
| — от преступлений | 13.310 |
| — от радиационного излучения | 13.280 |
| — от столкновений | 43.040.80 |
| — от электрического удара | 13.260 |
| — сейсмическая | 91.120.25 |
| Защищенность | 33.100.20 |
| Звукоизоляция | 91.120.20 |
| Здания | 91.040.10, 91.040.20, 91.040.30 |
| Здравоохранение | 11 |
| — словари | 01.040.11 |
| Земледелие | 65.020 |
| Земляные работы | 93.020 |
| Зенковки | 25.100.30 |
| Зерновые | 67.060 |
| Зоология | 07.080 |
| И | |
| Игрушки | 97. 200.50 |
| Известь | 91.100.10 |
| Издательское дело | 01.140 |
| Изделия | |
| — бумажные | 85.080 |
| — из бетона | 91.100.30 |
| — из керамики | 81.060.20 |
| — из пробки | 79.100 |
| — из стекла | 81.040.30 |
| — из цемента | 91.100.40 |
| — керамические для строительства | 91.100.25 |
| — кожгалантерейные | 59.140.35 |
| — крепежные | 21.060, 49.030 |
| — минеральные | 91.100.15 |
| — пластмассовые | 83.140 |
| — резиновые | 83.140 |
| — табачные | 65.160 |
| — текстильной промышленности | 59.080 |
| Изображение документов | 37.080 |
| Излучение | 33.100.10 |
| Измерения | 17, 17. 120 |
| — акустические | 17.140 |
| — вибрации и удара | 17.160 |
| — времени, скорости, ускорения, угловой скорости | 17.080 |
| — линейные и угловые | 17.040 |
| — объема, массы, плотности, вязкости | 17.060 |
| — оптические | 17.180 |
| — параметров излучений | 17.240 |
| — параметров потока жидкости | 17.120 |
| — производственного процесса | 25.040.40 |
| — световые | 17.180.20 |
| — силы, веса, давления | 17.100 |
| — словари | 01.040.17 |
| — температуры | 17.200 |
| — цветовые | 17.180.20 |
| — электрические и магнитные | 17.220 |
| Изоляторы | 29.080.10 |
| Изоляция | 29.080 |
| Имплантаты | 11. 040.40, 11.060.15 |
| Инвентарь | |
| — садово-парковый | 65.060.70 |
| — сельскохозяйственный | 65.060 |
| — спортивный | 97.220 |
| Индикаторы | 43.040.30 |
| Инсектициды | 65.100.10 |
| Инструменты | |
| — деревообрабатывающие | 79.120.20 |
| — пневматические | 25.140.10 |
| — режущие | 25.100 |
| — ручные | 25.140 |
| — стоматологические | 11.060.25 |
| — управляемые вручную | 25.140.30 |
| — хирургические | 11.040.30 |
| — электрические | 25.140.20 |
| Интегральные схемы | 31.200 |
| Интеллектуальная собственность | 03.140 |
| Интерфейсы | 35.200 |
| Информатика | 01. 140, 01.140.20 |
| Информационные технологии | 35 |
| — словари | 01.040.35 |
| — применение | 35.240 |
| Испытания | 19 |
| — климатические | 19.040 |
| — металлов | 77.040 |
| — механические | 19.060 |
| — неразрушающие | 19.100 |
| — словари | 01.040.19 |
| — электрические и электронные | 19.080 |
| Исследования научные | 03.100.40 |
| Источники питания | 29.200 |
| К | |
| Кабелепроводы | 29.120.10 |
| Кабели | 29.060, 33.120.10, 33.120.20, 33.180.10 |
| Кадмий | 77.120.70 |
| Какао | 67.140 |
| Калориметрия | 17.200.10 |
| Каналы дымовые | 91.060.40 |
| Канаты проволочные | 77. 140.65 |
| Канистры | 55.140 |
| Караваны | 43.100 |
| Картон | 85.060, 85.080.30 |
| Картриджи | 35.220.23, 37.040.20, 37.060.20 |
| Карты | |
| — бумажные | 35.220.10 |
| — идентификационные | 35.240.15 |
| — с микросхемами | 35.240.15 |
| Кассеты | 35.220.23 |
| Катанка | 77.140.60 |
| Катушки | 55.060 |
| Каучук | 83.040.10 |
| Качество | 03.120 |
| Кетоны | 71.080.80 |
| Керамика | 81.060 |
| Кинематография | 37.060 |
| Кислоты | 71.060.30, 71.080.40 |
| Клапаны | 23.060, 83.140.30 |
| Клеи | 49.025.50, 83.180 |
| Кобальт | 77.120.70 |
| Кодирование | |
| — информации | 35. 040 |
| — цветовое | 01.070 |
| Кожи | 59.140.30 |
| Кожухи | 21.180 |
| Кольца | 21.060.60 |
| Компоненты | |
| — вращающихся машин | 29.160.10 |
| — для авиационно-космических конструкций | 49.035 |
| — для железнодорожной техники | 45.040 |
| — для конвейеров | 53.040.20 |
| — для судостроения | 47.020.05 |
| — железных дорог | 45.080 |
| — магнитные | 29.100.10 |
| — телекоммуникационного оборудования | 33.120 |
| — электрические | 29.100.20 |
| — электромеханические | 31.220 |
| — электронные | 31.020, 31.190 |
| — электрооборудования | 29.100 |
| Компрессоры | 23.140 |
| Конвейеры | 53. 040.10 |
| Конденсаторы | 31.060 |
| Кондитерские изделия замороженные | 67.100.40 |
| Кондиционеры | 23.120 |
| Консервация | 13.020.40 |
| Конструкции | 49.045 |
| — зданий | 91.080, 91.090 |
| — электронного оборудования | 31.240 |
| Контейнеры | 23.020.10, 23.020.20, 55.180.10, 55.180.30 |
| Контрацептивы механические | 11.200 |
| Контроль производственного процесса | 25.040.40 |
| Контрящие элементы | 21.060.30 |
| Корма | 65.120 |
| Коробки | 55.160 |
| Корпуса | 21.180, 47.020.10 |
| Косметика | 71.100.70 |
| Котлы | 27.060 |
| Кофе | 67.140 |
| Краны | 53.020.20 |
| Краски | 87. 040, 87.080 |
| — ингредиенты | 87.060 |
| — печатные | 87.080 |
| Крахмал | 67.180 |
| Крепежные изделия | 21.060, 49.030 |
| Крыши | 91.060.20 |
| Кузова | 43.040.60 |
| Культурные ценности | 97.195 |
| Кухонные плиты | 97.040.20 |
| Л | |
| Лаборатории химические | 71.040.10 |
| Лабораторная посуда | 71.040.20 |
| Лаки | 87.040 |
| Лакокрасочные покрытия | |
| — процессы производства | 87.020 |
| Лакоткани | 29.035.60 |
| Лампы | 29.140 |
| — накаливания | 29.140.20 |
| — разрядные | 29.140.30 |
| — флуоресцентные | 29.140.30 |
| — электронные | 31. 100 |
| Латекс | 83.040.10 |
| Ленты | 35.220.10, 35.220.22 |
| Лесоводство | 65.020, 65.020.40 |
| Лестницы | 91.060.30 |
| Лестницы-стремянки | 97.145 |
| Линии распределительные | 29.240.20 |
| Линии электропередачи | 29.240.20 |
| Листы | 83.140.10, 83.140.20 |
| Лифты | 91.140.90 |
| Логистика | 03.100.10 |
| М | |
| Магнетизм | 17.220 |
| Магний | 77.120.20 |
| Манжеты | 21.060.60 |
| Манипуляторы | 25.040.30 |
| Маркетинг | 03.100.20 |
| Маркировка экологическая | 13.020.50 |
| Масла | 29.040.10, 71.100.60, 75.100 |
| Масло | 67.100.20 |
| Математика | 07. 020 |
| Материалы | |
| — битумные | 75.140 |
| — в контакте с пищевыми продуктами | 67.250 |
| — вспомогательные для отделки текстиля | 59.040 |
| — для авиационно-космических конструкций | 49.025 |
| — для графической техники | 37.100.20 |
| — для железнодорожной техники | 45.040 |
| — для производств алюминия | 71.100.10 |
| — для судостроения | 47.020.05 |
| — для усиления композитов | 59.100 |
| — дорожно-строительные | 93.080.20 |
| — изоляционные | 29.035 |
| — интеллектуальные текстильные | 59.080.80 |
| — магнитные | 29.030 |
| — медицинские | 11.120.20 |
| — минеральные | 91.100.15 |
| — полупроводниковые | 29. 045 |
| — проводниковые | 29.050 |
| — сварочные | 25.160.20 |
| — стоматологические | 11.060.10 |
| — строительные | 01.040.91, 91.100 |
| — тепло- и звукоизоляционные | 91.100.60 |
| — термопластические | 83.080.20 |
| — термореактивные | 83.080.10 |
| — упаковочные | 55.040 |
| — хирургические | 11.040.30 |
| Машиностроение | 25 |
| — словари | 01.040.25 |
| Машины | |
| — вращающиеся | 29.160 |
| — для производства кож и мехов | 59.140.40 |
| — для ухода за полами | 97.080 |
| — для электрохимической обработки | 25.120.40 |
| — землеройные | 53.100 |
| — конторские | 01.040.35, 35.260 |
| — крутильные | 59. 120.10 |
| — мотальные | 59.120.20 |
| — пневматические | 23.140 |
| — прядильные | 59.120.10 |
| — сельскохозяйственные | 65.060 |
| — текстильные | 59.120 |
| — текстурирующие | 59.120.10 |
| — ткацкие | 59.120.30 |
| — трикотажные | 59.120.40 |
| — швейные | 61.080 |
| Мебель | 97.140 |
| Медикаменты | 11.120.10 |
| Медь | 77.120.30 |
| Металлы | |
| — испытание | 77.040 |
| — коррозия | 77.060 |
| — производство | 77.020 |
| — цветные | 77.120 |
| — черные | 77.080 |
| Металлургия | 01.040.77, 77 |
| — порошковая | 77.160 |
| Методы проверки и анализа | 67. 050, 71.040.50 |
| Метеорология | 07.060 |
| Метрология | 17, 17.020 |
| — словари | 01.040.17 |
| Метчики | 25.100.50 |
| Меха | 59.140.30 |
| Механизмы | |
| — вращательно-поступательные | 21.240 |
| — характеристика и конструкция | 21.020 |
| Механические системы | 21 |
| — словари | 01.040.21 |
| Мешки | 55.080 |
| Микробиология | 07.100 |
| Микроэлектроника | 31.200 |
| Минералы | |
| — нерудные | 73.080 |
| — рудные | 73.060 |
| Модули | 25.060.10 |
| Молоко | 67.100 |
| Молочные продукты | 67.100 |
| Мопеды | 43.140 |
| Мороженое | 67. 100.40 |
| Моторы | 23.100.10 |
| Мотоциклы | 43.140 |
| Музыкальные инструменты | 97.200.20 |
| Муфты | 21.060.60, 21.120, 23.040.60, 23.100.40 |
| Мясные продукты | 67.120 |
| Мясо | 67.120 |
| Н | |
| Нагреватели | 97.100.10, 97.100.20, 97.100.30, 97.100.40 |
| Нанотехнологии | 07.120 |
| Напильники | 25.100.60 |
| Напитки | 67.160 |
| — алкогольные | 67.160.10 |
| — безалкогольные | 67.160.20 |
| Насосы | 23.080, 23.100.10, 27.080 |
| Науки | |
| — естественные и прикладные | 07, 01.040.07 |
| — медицинские | 11.020 |
| Несчастные случаи и катастрофы | 13.200 |
| Нефть | 75. 040 |
| — добыча и переработка | 01.040.75, 75.020 |
| Нефтяные продукты | 75.080, 75.140 |
| Никель | 77.120.40 |
| Ножницы | 25.120.10 |
| О | |
| Обозначения | |
| — графические | 01.080 |
| — знаковые | 01.075 |
| Оборудование | |
| — больничное | 11.140 |
| — бортовое | 49.090 |
| — высоковольтное | 29.130.10 |
| — горное | 73.100 |
| — грузовое | 49.120 |
| — деревообрабатывающее | 79.120 |
| — диагностическое | 11.040.55 |
| — диагностическое и испытательное | 43.180 |
| — для бесстружечной обработки | 25.120 |
| — для виноградарства и виноделия | 65.060.60 |
| — для канатных дорог | 45. 100 |
| — для лесного хозяйства | 65.060.80 |
| — для литья | 25.120.30 |
| — для металлургической промышленности | 77.180 |
| — для нефтяной и газовой промышленности | 75.180 |
| — для обработки минералов | 73.120 |
| — для отдыха | 97.200 |
| — для пассажиров и кабин | 49.095 |
| — для переработки нефти, нефтяных продуктов и природного газа | 75.200 |
| — для пищевой промышленности | 67.260 |
| — для производства бумаги | 85.100 |
| — для производства кож и мехов | 59.140.40 |
| — для производства лакокрасочных покрытий | 87.100 |
| — для производства резины и пластмасс | 83.200 |
| — для прокатки и протягивания | 25.120.20 |
| — для репродуцирования | 37.100.10 |
| — для ручных работ | 53. 120 |
| — для сева и посадок | 65.060.30 |
| — для сооружения и технического обслуживания железных/канатных дорог | 45.120 |
| — для стекольной и керамической промышленности | 81.100 |
| — для стерилизации | 11.080.10 |
| — для технического обслуживания | 43.180 |
| — для удаления и обработки отходов | 13.030.40 |
| — для уборки урожая | 65.060.50 |
| — для ухода за растениями | 65.060.40 |
| — для химической промышленности | 71.120 |
| — для хранения | 53.080 |
| — для швейной промышленности | 61.080 |
| — для экструдирования | 25.120.20 |
| — дорожное | 93.080.30 |
| — дренажное | 65.060.35 |
| — ирригационное | 65.060.35 |
| — кинематографическое | 37. 060.10 |
| — ковочное | 25.120.10 |
| — красильное | 59.120.50 |
| — кухонное | 97.040 |
| — лабораторное | 71.040.10 |
| — лазерное | 31.260 |
| — медицинское | 11.040 |
| — метро, трамваев и легкорельсового транспорта | 45.140 |
| — мотальное | 59.120.20 |
| — навигационное | 47.020.70 |
| — наземного обслуживания и ремонта | 49.100 |
| — оптическое | 37.020 |
| — отделочное | 59.120.50 |
| — офтальмологическое | 11.040.70 |
| — палубное | 47.020.50 |
| — подъемно-транспортное непрерывного действия | 01.040.53, 53.040 |
| — погрузочно-разгрузочное | 47.020.40 |
| — подъемное | 47.020.40, 53.020 |
| — прачечное | 97. 060 |
| — программное | 35.080 |
| — радиографическое | 11.040.50 |
| — сварочное | 25.160.30 |
| — сельскохозяйственное | 65.060 |
| — сети электропередачи | 29.240.99 |
| — специальное измерительное для систем телекоммуникаций | 33.140 |
| — стоматологическое | 11.060.20 |
| — строительное | 91.220 |
| — студийное | 97.200.10 |
| — сценическое | 97.200.10 |
| — табачное | 65.160 |
| — театральное | 97.200.10 |
| — телеконференц-связи | 33.160.60 |
| — терапевтическое | 11.040.60 |
| — торговое | 01.040.97, 97.180 |
| — тяговое электрическое | 29.280 |
| — упаковочное | 55.200 |
| — фотографическое | 37. 040.10 |
| — характеристика и конструкция | 21.020 |
| — хранения, приготовления и внесения удобрений | 65.060.25 |
| — чертежное | 01.100.40 |
| — электрическое | 29.260, 43.040.10 |
| — электронное | 43.040.10, 43.060.50 |
| Обработка | |
| — данных «облачная» | 35.210 |
| — поверхности | 25.220 |
| — термическая | 25.200 |
| Образование | 03.180 |
| Обувь | 61.060 |
| — защитная | 13.340.50 |
| Общие положения | 01, 01.040.01 |
| Овощи | 67.080 |
| Огнестойкость строительных материалов и элементов | 13.220.50 |
| Огнеупоры | 81.080 |
| Одежда | 61.020 |
| — защитная | 13.340.10 |
| Озеленение | 65. 020.40 |
| Окна | 91.060.50 |
| Оксиды | 71.060.20 |
| Олово | 77.120.60 |
| Оптика | 17.180 |
| Оптоэлектроника | 31.260 |
| Организация фирм и управление ими | 03 |
| — словари | 01.040.03 |
| Орудия для обработки почвы | 65.060.20 |
| Осадки | 13.030.20 |
| Осветительные установки | 29.140.50 |
| Освещение | 91.160, 93.080.40 |
| Основания | 71.060.40 |
| Отдых | 01.040.97, 97 |
| Открытых систем взаимосвязь | 35.100 |
| Отливки | 77.140.80 |
| Отходы | 13.030 |
| Охота | 65.145 |
| Охрана окружающей среды | 01.040.13, 13.020 |
| Оценка | |
| — воздействия на окружающую среду | 13. 020.30 |
| — соответствия | 03.120.20 |
| — биологическая медицинских средств | 11.100.20 |
| П | |
| Пайка | 25.160 |
| Парафины | 75.140 |
| Патенты | 03.140 |
| Патроны | 29.140.10 |
| Первая помощь | 11.160 |
| Перегородки | 91.060.10 |
| Передачи | |
| — гибкие | 21.220 |
| — зубчатые | 21.200 |
| Переключатели | 29.120.40, 31.220.20 |
| Перчатки защитные | 13.340.40 |
| Пестициды | 65.100 |
| Печатные схемы | 31.180 |
| Печи промышленные | 25.180 |
| — топливные | 25.180.20 |
| — электрические | 25.180.10 |
| Пигменты | 87.060.10 |
| Пиломатериалы | 79. 040 |
| Пилы | 25.100.40 |
| Пиротехника | 71.100.30 |
| Письмо | 01.140.10 |
| Пищевые | |
| — добавки | 67.220 |
| — масла и жиры | 67.200 |
| Планировка городов | 91.020 |
| Пластмассы | 49.025.40, 83.080 |
| — армированные | 83.120 |
| — процессы производства | 83.020 |
| — сырье | 83.040 |
| Платы печатные | 31.180 |
| Платы | 37.040.20 |
| Плашки | 25.100.50 |
| Пленки | 37.040.20, 37.040.25, 37.060.20, 83.140.10 |
| Плиты древесные | 79.060 |
| Площадки | |
| — для кемпинга | 97.200.30 |
| — игровые | 97.200.40 |
| Пневмоприводы | 23.100 |
| Пневмотранспорт | 53. 040.30 |
| Поверхностей свойства | 17.040.20 |
| Подвески | 43.040.50 |
| Подвижные службы | 33.070 |
| Подготовка поверхности | 25.220.10 |
| Поддоны | 55.180.20, 55.180.30 |
| Подземные работы | 93.020 |
| Подстанции | 29.240.10 |
| Подшипники | 21.100 |
| Пожаротушение | 13.220.10 |
| Поковки | 77.140.85 |
| Покрытия | |
| — для полов нетекстильные | 97.150 |
| — металлические | 25.220.40 |
| — органические | 25.220.60 |
| — и связанные процессы в авиационно-космической промышленности | 49.040 |
| Полезные ископаемые | 01.040.73, 73 |
| Полуфабрикаты из древесины | 79.080 |
| Полы | 91.060.30 |
| Помещения | 47. 020.80, 47.020.85 |
| Поропласты | 83.100 |
| Посадки и допуски | 17.040.10 |
| Постройки сельскохозяйственные | 65.040 |
| Потенциометры | 31.040.20 |
| Поток | |
| — в закрытых каналах | 17.120.10 |
| — в открытых каналах | 17.120.20 |
| Потолки | 91.060.30 |
| Почвоведение | 13.080 |
| Предметы искусства и ремесел | 97.195 |
| Предохранители | 29.120.50 |
| Преобразователи | 29.200 |
| Препараты | |
| — лабораторные | 11.100 |
| Прессы | 25.120.10 |
| Приборы | |
| — бортовые | 49.090 |
| — бытовые для ухода за телом | 97.170 |
| — бытовые электрические | 97.030 |
| — для измерения времени | 39. 040.99 |
| — для измерения температуры | 17.200.20 |
| — измерительные | 17.040.30 |
| — контрольные | 43.040.30 |
| — нагревательные | 97.100 |
| — оптические измерительные | 17.180.30 |
| — полупроводниковые | 31.080 |
| — пьезоэлектрические | 31.140 |
| Приводы гибкие | 21.220 |
| Приправы | 67.220 |
| Приспособления | |
| — вспомогательные | 33.120, 53.020.30 |
| — зажимные | 25.060.20 |
| — упаковочные | 55.040, 43.080.10, 43.100, |
| Прицепы | 43.080.10, 65.060.10 |
| Пробка | 79.100 |
| Провода | 29.060, 33.120.20 |
| Проволока | 77.140.65 |
| Продукты | |
| — животного происхождения | 67. 120 |
| — из сахара | 67.180 |
| — пищевые | 67.040 |
| — расфасованные и подвергнутые кулинарной обработке | 67.230 |
| Продукция | |
| — из цветных металлов | 77.150 |
| — из чугуна и стали | 77.140 |
| Проектирование автоматизированное | 35.240.10 |
| Проекторы | 37.040.10 |
| Производство | 03.100.50 |
| — адаптивное | 25.030 |
| — в химической промышленности | 71.020 |
| — пищевых продуктов | 01.040.67, 67 |
| Прокат | 77.140.50 |
| Промышленность | |
| — асбесто-техническая | 01.040.83, 83 |
| — лакокрасочная | 01.040.87, 87 |
| — резиновая, резинотехническая и пластмассовая | 01.040.83, 83 |
| — стекольная и керамическая | 01. 040.81, 81 |
| — строительная | 91.010 |
| — швейная | 01.040.61, 61 |
| Просеивание | 19.120 |
| Проушины | 21.080 |
| Профили стальные | 77.140.70 |
| Процессы | |
| — в пищевой промышленности | 67.020 |
| — в стекольной и керамической промышленности | 81.020 |
| — в текстильной промышленности | 59.020 |
| — обработки древесины | 79.020 |
| — производства бумаги | 85.020 |
| — производства лакокрасочных покрытий | 87.020 |
| — производства резины и пластмасс | 83.020 |
| — производственные формовочные | 25.020 |
| — сварки | 25.160.10 |
| Пружины | 21.160 |
| Прутки стальные | 77.140.60 |
| Пряжа | 59. 080.20 |
| Пряности | 67.220 |
| Птица | 67.120.20 |
| Пчеловодство | 65.140 |
| Р | |
| Радиовещание | 33.170 |
| Радиосвязь | 33.060 |
| Радиоприемники | 33.160.20 |
| Разбавители | 87.060.10 |
| Развертки | 25.100.30 |
| Размещение грузов | 01.040.55, 55.020, 55.180 |
| Разработки научные | 03.100.40 |
| Разрядники | 29.240.10 |
| Разъемы штепсельные | 31.220.10 |
| Раствор строительный | 91.100.10 |
| Растворители | 87.060.30 |
| Растениеводство | 65.020.20 |
| Реактивы | 71.040.30 |
| Реакторы | 29.180, 71.120.10 |
| Регенерация тепла | 27.220 |
| Регуляторы | 23. 060.40, 97.120 |
| Резервуары | 23.020 |
| Резина | 49.025.40, 83.060 |
| — процессы производства | 83.020 |
| — сырье | 83.040 |
| Резисторы | 31.040 |
| Резцы токарные | 25.100.10 |
| Резьбы | |
| — винтовые | 21.040, 49.030.10 |
| — дюймовые | 21.040.20 |
| — метрические | 21.040.10 |
| — специальные | 21.040.30 |
| Реле | 29.120.70 |
| Рельсы | 45.080 |
| Рециклинг | 13.030.50 |
| Роботы промышленные | 25.040.30 |
| Рождаемость-регулирование | 11.200 |
| Розетки | 29.120.30 |
| Руды | 73.060.10, 73.060.20, 73.060.30, 73.060.40 |
| Рукава | 23.040.70, 83.140.40 |
| Рыба | 67. 120.30 |
| Рыбные продукты | 67.120.30 |
| Рыбоводство | 65.150 |
| Рыболовство | 65.150 |
| С | |
| Сальники | 21.140 |
| Сахар | 67.180 |
| Сварка | 25.160 |
| Сверла | 25.100.30 |
| Сверхпроводимость | 29.050 |
| Светильники | 29.140.40 |
| Свинец | 77.120.60 |
| Связь | |
| — волоконно-оптическая | 33.180 |
| — спутники | 33.070.40 |
| — телефонная и телеграфная | 33.040 |
| Селекция животных | 65.020.30 |
| Сельское хозяйство | 01.040.65, 65 |
| Семена | 67.200 |
| Сертификация продукции и фирм | 03.120.20 |
| Сети | |
| — организация | 35. 110 |
| — передачи данных | 33.040.40 |
| — распределительные | 29.240 |
| — телефонные | 33.040.35 |
| — электропередачи | 29.240 |
| Сетки для воздушных перевозок | 55.180.30 |
| Сеть связи цифровая | 33.080 |
| Силиконы | 71.100.55 |
| Системы | |
| — аварийной сигнализации и оповещения | 13.320 |
| — авиационно-космические гидравлические и пневматические | 49.080 |
| — вентиляции судовые | 47.020.90 |
| — ветровых турбин | 27.180 |
| — газоснабжения | 91.140.40 |
| — дорожно-транспортных средств | 43.040 |
| — изоляционные | 29.080.30 |
| — инвитро (in vitro) диагностические | 11.100.10 |
| — кабельные | 33.060.40 |
| — канализационные | 93. 030 |
| — коммутации | 33.040.30 |
| — кондиционирования | 47.020.90 |
| — контроля | 43.060.50 |
| — космические | 49.140 |
| — менеджмента | 03.100, 03.100.70 |
| — механические | 01.040.21, 21 |
| — микропроцессорные | 35.160 |
| — многоуровневые прикладные | 35.100.05 |
| — мультимедиа | 33.160.60 |
| — наддува | 43.060.20 |
| — нанесения защитного слоя и сушки | 43.040.65 |
| — обогрева | 47.020.90 |
| — ограничительные | 43.040.80 |
| — осветительных электроустановок | 29.140.50 |
| — охлаждения | 43.060.30 |
| — подачи воды | 93.025 |
| — пейджинговые | 33.070.20 |
| — передачи | 33.040.20 |
| — промышленные автоматизированные | 25. 040 |
| — радиосвязи | 33.070.50 |
| — связи | 33.060.30 |
| — сигнализации | 33.040.30 |
| — смазочные | 21.260, 43.060.30 |
| — станочные | 25.060 |
| — телекоммуникационные | 33.040 |
| — топливные | 43.060.40 |
| — тормозные | 43.040.40 |
| — управления | 23.100.50 |
| Ситовый анализ | 19.120 |
| Складирование | 55.220 |
| Скобы | 21.060.70 |
| Словари | 01.040 |
| Смазки | 75.100 |
| Соединители | 29.120.30, 31.220.10, 33.120.30 |
| Соли | 71.060.50 |
| Сооружение | 93.020, 93.040, 93.060, 93.100, 93.110, 93.140, 93.160 |
| Сооружения | |
| — морские | 01.040.47, 47.020 |
| — сельскохозяйственные | 65. 040 |
| — спортивные | 97.220 |
| Состав подвижной железных дорог | 45.060 |
| Сосуды | |
| — криогенные | 23.020.40 |
| — под давлением | 23.020.30 |
| — устанавливаемые на транспортных средствах | 23.020.20 |
| Социология | 03.020 |
| — словари | 01.040.03 |
| Спирты | 71.080.60 |
| Сплавы | 49.025.05, 49.025.15, 77.120.10, 77.120.20, 77.120.30, 77.120.40, 77.120.50, 77.120.60, 77.120.70 |
| Спорт | 01.040.97, 97 |
| Спутники связи | 33.070.40 |
| Средства | |
| — антисептические | 11.080.20 |
| — грузовые транспортные | 43.080 |
| — дезинфицирующие | 11.080.20 |
| — дорожно-транспортные | 43.020, 43.120 |
| — защитные | 13. 340 |
| — помощи для инвалидов и других лиц с ограничениями жизнедеятельности | 11.180 |
| — противопожарные | 13.220.20 |
| Стали | 49.025.10, 77.080.20, 77.140.10, 77.140.15, 77.140.20, 77.140.25, 77.140.30, 77.140.35, 77.140.40, 77.140.45 |
| Стандартизация | 01, 01.040.01, 01.120 |
| Станки | |
| — балансировочные | 21.120.40 |
| — деревообрабатывающие | 79.120.10 |
| — металлорежущие | 25.080 |
| — пильные | 25.080.60 |
| — полировальные | 25.080.50 |
| — протяжные | 25.080.30 |
| — расточные | 25.080.20 |
| — сверлильные | 25.080.40 |
| — строгальные | 25.080.25 |
| — с числовым программным управлением | 25.040.20 |
| — ткацкие | 59. 120.30 |
| — токарные | 25.080.10 |
| — фрезерные | 25.080.20 |
| — шлифовальные | 25.080.50 |
| Статистические методы | 03.120.30 |
| Стекло | 81.040 |
| Стеллажи | 97.130.10 |
| Стены | 91.060.10 |
| Стерилизация | 11.080 |
| Стоматология | 11.060 |
| Страхование | 03.060 |
| Строительство | 01.040.91, 91.040 |
| — гражданское | 01.040.93, 93.010 |
| — дорог | 93.080 |
| Суда | |
| — внутренней навигации | 47.060 |
| — малые | 47.080 |
| — морские | 47.040 |
| Судебная наука | 07.140 |
| Судостроение | 01.040.47, 47.020 |
| Сумки | 55.080 |
| Схемы | |
| — интегральные | 31. 200 |
| — печатные | 31.180 |
| Сыр | 67.100.30 |
| Т | |
| Табак | 65.160 |
| Тара | |
| — аэрозольная | 55.130 |
| — решетчатая | 55.160 |
| — укомплектованная | 55.180.40 |
| Текстиль | 49.025.60, 59.080.01 |
| Телевещание | 33.170 |
| Телевизионные приемники | 33.160.25 |
| Тележки | 53.060, 97.130.30 |
| Телекоммуникации | 33.070.30, 33 |
| — словари | 01.040.33 |
| Телеметрия | 33.200 |
| Телемеханика | 33.200 |
| Теплицы | 65.040.30 |
| Тепло | 17.200.10 |
| Теплоизоляция | 27.220 |
| Теплоизоляция зданий | 91.120.10 |
| Теплообменники | 27. 060.30, 71.120.30 |
| Теплотехника | 27, 27.010 |
| — словари | 01.040.27 |
| Терминалы информационно-технологические | 35.180 |
| Терминология | 01, 01.040.01 |
| — принципы и координация | 01.020 |
| Термисторы | 31.040.30 |
| Термодинамика | 17.200 |
| Территориальное планирование | 91.020 |
| Техника | |
| — авиационная | 01.040.49, 49 |
| — аудио | 33.160 |
| — аудиовизуальная | 33.160 |
| — бытовая | 01.040.97, 97.180 |
| — вакуумная | 23.160 |
| — видео | 33.160 |
| — для детей | 97.190 |
| — дорожно-транспортная | 01.040.43, 43 |
| — железнодорожная | 01.040.45, 45.020 |
| — космическая | 01. 040.49, 49 |
| — реакторная | 27.120.10 |
| Технологии | |
| — автоматической идентификации и сбора данных | 35.040.50 |
| — адаптивные | 25.030 |
| — водородные | 27.075 |
| — информационные | 01.040.35, 35.020 |
| Технология | |
| — вакуумная | 23.160 |
| — переработки древесины | 01.040.79, 79 |
| — пищевых продуктов | 01.040.67 |
| — полиграфии | 37.100 |
| — получения изображений | 01.040.37, 37 |
| -производства бумаги | 01.040.85, 85 |
| — производства кожи | 59.140 |
| — строительства | 91.200 |
| — текстильного и кожевенного производства | 01.040.59, 59 |
| — химическая | 01.040.71, 71 |
| — холодильная | 27. 200 |
| Типографские краски | 87.080 |
| Тиристоры | 31.080.20 |
| Титан | 49.025.30, 77.120.50 |
| Ткани | 59.080.40 |
| Топливные элементы | 27.070 |
| Топливо | 75.160 |
| Торговля | 03.100.20 |
| Точная механика | 01.040.39, 39.020 |
| Тракторы | 65.060.10 |
| Транзисторы | 31.080.30 |
| Транслитерация | 01.140.10 |
| Трансмиссии | 43.040.50 |
| Транспорт | 03.220 |
| — водный | 03.220.40 |
| — воздушный | 03.220.50 |
| — дорожный | 03.220.20 |
| — железнодорожный | 45.020 |
| — словари | 01.040.03 |
| — специального назначения | 43.160 |
| Трансформаторы | 29. 180 |
| Трубки | 77.140.75 |
| Трубопроводы и их компоненты | 23.040, 47.020.30 |
| Трубы | |
| — дымовые | 91.060.40 |
| — из других материалов | 23.040.50 |
| — из цветных металлов | 23.040.15 |
| — пластмассовые | 23.040.20 |
| — пластмассовые не для жидкостей | 83.140.30 |
| — стальные | 77.140.75 |
| — чугунные и стальные | 23.040.10 |
| Труд | 03.040 |
| Трудовые ресурсы | |
| — управление | 03.100.30 |
| Туалетные принадлежности | 71.100.70 |
| Тубы | 55.120 |
| Турбины | 27.040, 27.180 |
| Туризм | 03.200 |
| Туристическое снаряжение | 97.200.30 |
| У | |
| Углеводороды | 71. 080.10, 71.080.15, 71.080.20 |
| Угли | 73.040 |
| Удар | 13.160, 17.160 |
| Удобрения | 65.080 |
| Упаковка | |
| — грузов | 01.040.55, 55.020 |
| — стерильная | 11.080.30 |
| Уплотнения | 21.140, 23.040.80, 23.100.60, 83.140.50 |
| Уплотнительные материалы | 91.100.50 |
| Управление | |
| — качеством | 03.120.10 |
| — окружающей средой | 13.020.10 |
| — производством | 03.100.50 |
| Усилители | 33.160.10, 33.180.30 |
| Услуги | 03.080 |
| — для потребителя | 03.080.30 |
| — для фирм | 03.080.20 |
| — почтовые | 03.240 |
| — производственные | 03.080.10 |
| — словари | 01. 040.03 |
| — телекоммуникационные | 33.030 |
| Установки | |
| — в зданиях | 91.140 |
| — для пищевой промышленности | 67.260 |
| — для удаления и обработки отходов | 13.030.40 |
| — дорожные | 93.080.30 |
| — сельскохозяйственные | 65.040 |
| — силовые | 49.050 |
| — электрические | 29.260.10 |
| Устройства | |
| — волоконно-оптические | 33.180.20 |
| — для защиты органов дыхания | 13.340.30 |
| — запоминающие | 35.220 |
| — защитные при перегрузках | 29.120.50 |
| — межсоединительные | 33.180.20, 35.200 |
| — общего назначения | 21 |
| — оповещения | 43.040.20 |
| — осветительные | 43.040.20 |
| — периферийные | 35. 180 |
| — сигнальные | 43.040.20 |
| — соединительные | 29.120.20 |
| — сцепные | 43.040.70 |
| Учреждения здравоохранения | 11.020 |
| Ф | |
| Фанера | 79.060.10 |
| Фармацевтика | 11.120 |
| Фасады | 91.060.10 |
| Фенолы | 71.080.90 |
| Фены | 23.120 |
| Ферросплавы | 77.100 |
| Физика | 07.030 |
| Фильтры | 23.100.60 |
| — электрические | 31.160 |
| Финансы | 03.060 |
| Фирмы | |
| — организация и управление | 01.040.03, 03.100 |
| Фитинги | 23.040.40, 23.040.45, 23.040.50, 83.140.30 |
| Фланцы | 23.040.60 |
| Фотография | 37.040 |
| Фотохимикаты | 37. 040.30 |
| Фрезы | 25.100.20 |
| Фрукты | 67.080 |
| Фунгициды | 65.100.30 |
| Функции коммерческие | 03.100.20 |
| Х | |
| Химикаты | 71.100.35, 71.100.50, 71.100.80 |
| Химический анализ | 71.040.40, 77.040.30 |
| Химической промышленности продукты | 71.100 |
| Химия | 07.030, 71.040 |
| Холодильные аппараты | 97.130.20 |
| Хранение | 55.220 |
| Хром | 77.120.40 |
| Ц | |
| Цветовое кодирование | 01.070 |
| Целлюлоза | 85.040 |
| Цемент | 91.100.10 |
| Центры обрабатывающие | 25.040.10 |
| Цепи звеньевые | 77.140.65 |
| Цилиндры | 23.100.20 |
| Цинк | 77. 120.60 |
| Цифровая сеть связи | 33.080 |
| Цоколи | 29.140.10 |
| Ч | |
| Чай | 67.140 |
| Часовое дело | 39.040 |
| Часы | 39.040.10, 39.040.20 |
| Чертежи | |
| — машиностроительные | 01.100.20 |
| — строительные | 01.100.30 |
| — технические | 01.100 |
| Чугуны | 77.080.10 |
| Ш | |
| Шайбы | 21.060.30, 49.030.50 |
| Шарниры | 21.080 |
| Шахты | 91.060.40 |
| Швейные изделия | 97.160 |
| Швы сварочные | 25.160.40 |
| Шины | 83.160 |
| — авиационные | 83.160.20 |
| — для дорожно-транспортных средств | 83.160.10 |
| — для сельскохозяйственных машин | 83. 160.30 |
| Шкуры | 59.140.20 |
| Шлицы | 21.120.30 |
| Шоколад | 67.190 |
| Шпильки | 21.060.10, 49.030.20 |
| Шпонки | 21.120.30 |
| Штифты | 21.060.50, 49.030.40 |
| Шум | |
| — воздействие на человека | 13.140 |
| — от машин и оборудования | 17.140.20 |
| — от транспорта | 17.140.30 |
| Э | |
| Экотоксикология | 13.020.40 |
| Электричество | 17.220 |
| Электроакустика | 17.140.50 |
| Электромагнитная совместимость | 33.100 |
| Электроника | 31 |
| — словари | 01.040.31 |
| Электрооборудование | 43.060.50, 47.020.60, 49.060 |
| Электростанции | 27.100, 27.120.20 |
| Электротехника | 29. 020 |
| — словари | 01.040.29 |
| Элементы | |
| — гальванические | 29.220 |
| — контрящие | 21.060.30 |
| — строительные | 91.060 |
| — топливные | 27.070 |
| — химические | 71.060.10 |
| Эмали | 25.220.50 |
| Энергетика | 27, 27.010, 27.120, 27.140, 27.160, 27.180 |
| — словари | 01.040.27 |
| Эргономика | 13.180 |
| Эскалаторы | 91.140.90 |
| Эфиры | 71.080.60, 71.080.70 |
| Ю | |
| Ювелирное дело | 01.040.39, 39.060 |
| Я | |
| Явления физические | |
| — словари | 01.040.17 |
| Языки ИТ | 35.060 |
| Яйца | 67.120.20 |
| Ящики | 55. 160 |
О ВНИИФТРИ | ФГУП ВНИИФТРИ
Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (ФГУП «ВНИИФТРИ») — один из крупнейших национальных метрологических институтов, который осуществляет деятельность по воспроизведению национальной шкалы времени и эталонных частот, определению параметров вращения Земли, по разработке, совершенствованию, содержанию, сличению и применению государственных первичных эталонов единиц величин, проводит фундаментальные и прикладные научные исследования, экспериментальные разработки.
Институт был основан 18 февраля 1955 г. на базе Центрального научно-исследовательского бюро единой службы времени, ЦНИИ радиоизмерений и ЦНИИ физико-технических измерений. Решение о приоритетных направлениях деятельности нового института было принято специальной комиссией Академии наук СССР, в работе которой принимали участие видные научные деятели академики Петр Капица, Александр Байков, Алексей Крылов и др.
Сегодня ФГУП «ВНИИФТРИ» имеет статус Государственного научного центра РФ, который регулярно подтверждает с 1994г., признан одним из лидеров среди российских метрологических институтов в системе Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии РФ (Росстандарт).
ВНИИФТРИ является Главным метрологическим центром Государственной службы времени и частоты и определения параметров вращения Земли (ГМЦ ГСВЧ) и обеспечивает ее функционирование с участием своих филиалов и других организаций. ГМЦ ГСВЧ входит в число лучших лабораторий времени мира.
В состав ВНИИФТРИ входит четыре филиала: Восточно-Сибирский, Дальневосточный, Камчатский, а также Западно-Сибирский, — которые являются обособленными структурными подразделениями и ведут фундаментальные и прикладные исследования в области обеспечения единства измерений.
В институте действуют 10 научно-исследовательских отделений (НИО), которые занимаются фундаментальными и прикладными исследованиями в следующих областях:
- измерения времени, частоты;
- координатно-временные измерения, гравиметрические измерения и измерения больших длин;
- гидроакустические и гидрофизические измерения;
- измерения параметров ионизирующих излучений и радиоактивности;
электрохимические измерения, измерения параметров частиц, в том числе аэрозолей и аэроионов, дзета-потенциала, измерения количества металлов и газов в жидких средах и др.
;- измерения твердости металлов, физико-механических свойств строительных материалов, низкотемпературные и теплофизические измерения;
- ультразвуковые и акустооптические измерения.
Также в состав предприятия входят Испытательные лаборатории, которые являются подразделениями Научно-исследовательского центра (НИЦ) и имеют широкую область аккредитации.
Основные виды деятельности
- Фундаментальные и прикладные научные исследования, экспериментальные разработки в области метрологии и обеспечения единства измерений;
- разработка, совершенствование, содержание, сличение и применение государственных первичных эталонов единиц величин и шкал измерений;
- создание и поставка вторичных и рабочих эталонов, поверочного оборудования и высокоточных средств измерений;
- метрологические работы и услуги;
- воспроизведение национальной шкалы времени и эталонных частот;
- определение параметров вращения Земли;
- передача эталонных сигналов времени и частоты потребителям в различных сферах экономики страны, в том числе системе ГЛОНАСС и т. п.
Предприятие активно участвует в выполнении Федеральной целевой программы ГЛОНАСС в части создания средств обеспечения единства измерений, является головной научной организацией Росстандарта по созданию новых и модернизации существующих методов и средств координатно-временного и навигационного обеспечений с целью достижения заданных точностных характеристик ГЛОНАСС. Является головной организацией системы Росстандарта по ряду других важнейших направлений.
В 2019 году специалисты ВНИИФТРИ представили свою новую разработку — сверхминиатюрный квантовый стандарт частоты рубидиевый. Уникальное в России оборудование позволит вывести на новый сверхточный уровень технологии навигационных систем, сетей 5G и безопасного беспилотного транспорта. Сверхминиатюрный стандарт незаменим для синхронизации оборудования и передачи данных в высокоскоростных вычислительных сетях, что особенно важно для проведения финансовых операций в банковской сфере, телекоммуникационных системах. Малые размеры прибора позволяют интегрировать их в высокоточные измерительные приборы (анализаторы спектра, анализаторы цепей, осциллографы), что существенно повышает их функциональные и точностные характеристики.
Эталоны ФГУП «ВНИИФТРИ»
Институт является одним из крупнейших центров государственных эталонов и включен в перечень стратегических предприятий России. Во ВНИИФТРИ хранятся и эксплуатируются около 35% всех государственных первичных эталонов Российской Федерации. Эталонная база института включает в себя 55 Государственных первичных эталонов и более 200 вторичных, специальных и рабочих эталонов.
Свыше 80% радиотехнических эталонов страны созданы, хранятся и совершенствуются во ВНИИФТРИ.
Два эталона воспроизводят основные единицы Международной системы единиц СИ — секунду и кельвин (в диапазоне значений температур от 0,3 до 273,16 К).
Три эталона, созданных и функционирующих в институте, входят в число лучших в мире:
- Государственный первичный эталон времени и частоты (ГЭТ 1-2018)
- Государственный первичный эталон показателя рН активности ионов водорода в водных растворах (ГЭТ 54-2019)
- Государственный первичный эталон единицы температуры — кельвина в диапазоне (0,3 — 273,16) К (ГЭТ 35-2010).
Производственные возможности и импортозамещение
С 2007 года в состав ВНИИФТРИ вошел и действует Опытно-производственный технический центр (ОПТЦ).
Сегодня ФГУП «ВНИИФТРИ» выпускает около 90 видов продукции, в том числе высокоточные средства измерений, и продолжает расширять номенклатуру. Изделия, выпускаемые ВНИИФТРИ, находятся на уровне ведущих зарубежных аналогов, что способствует расширению участия института в отечественной программе импортозамещения. Модернизация производства и технологических возможностей в дальнейшем позволит еще больше увеличить долю отечественных высокоточных приборов на рынке.
В рамках своей деятельности ВНИИФТРИ оказывает широкий спектр метрологических услуг.
Система менеджмента качества ВНИИФТРИ сертифицирована по ГОСТ Р ИСО 9001-2015 «Системы менеджмента качества. Требования» и признана организацией Евро-Азиатского сотрудничества государственных метрологических учреждений (КООМЕТ) соответствующей международному стандарту ИСО/МЭК 17025.
Международное сотрудничество и признание
Благодаря своим научным достижениям ВНИИФТРИ получил широкое признание в международном сообществе. Институт представляет интересы Российской Федерации по закрепленным видам измерений в Международном бюро мер и весов (BIPM), Международной организации законодательной метрологии (OIML), организации Евро-Азиатского сотрудничества государственных метрологических учреждений (КООМЕТ), организации Европейского сотрудничества по эталонам (EURAMET), Межгосударственном совете СНГ по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС), Международной электротехнической комиссии (IEC), Международной организации по стандартизации (ISO), Международном агентстве по атомной энергии (МАГАТЭ), Международной службе вращения Земли (IERS) и Международной геодинамической службе (IGS).
ВНИИФТРИ сотрудничает по проектам и контрактам с исследовательскими организациями США, Германии, Англии, Франции, Италии, Дании, Швеции, Швейцарии, Польши, Чехии, Тайваня, КНР и других стран.
Международное бюро мер и весов признает ВНИИФТРИ Национальным метрологическим институтом, и сертификаты калибровки ВНИИФТРИ действуют на международном уровне.
Образовательная деятельность
ВНИИФТРИ ведёт образовательную деятельность, которая нацелена на обеспечение единства измерений в Российской Федерации в целом и пополнение научных кадров института в частности.
Во ВНИИФТРИ образован Научно-образовательный центр, в структуру которого входят аспирантура, докторантура и сектор дополнительного профессионального образования (обучение по программе повышения квалификации и профессиональной переподготовки).
В институте действует Диссертационный совет по защите диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук и учёной степени доктора наук.
ВНИИФТРИ награждён орденом Трудового Красного Знамени. Достижения сотрудников института неоднократно отмечались Государственными премиями СССР, Российской Федерации и премиями Правительства Российской Федерации.
В декабре 2019 г. коллектив ученых ВНИИФТРИ награжден Премией Правительства Российской Федерации в области науки и техники за разработку высокоточного комплекса квантовых эталонов времени и частоты для перспективных навигационных, геодезических и цифровых технологий.
Многие разработки института отмечены всевозможными наградами на международных и российских выставках: 64 разработки имеют свидетельства о присвоении Знака качества СИ, 34 разработки имеют золотые медали и 1 — платиновую.
Институт имеет 46 действующих патентов РФ на изобретения и полезные модели и 24 свидетельства на программное обеспечение.
Стандарты
Руководящие органы в неразрушающем контроле и технической диагностике:
Специалисты по неразрушающему контролю и технической диагностике объединены во Всемирную организацию по неразрушающим методам контроля «The World Organization for NDT».
В ней представлены 64 страны мирового сообщества из европейского, панамериканского, тихоокеанского и африканского регионов. Возглавляет Всемирную организацию Международный комитет по неразрушающему контролю (ICNDT – International Committee For Nondestructive Testing).
Председателем ICNDT является Д. Маршалл (Канада). Дж. Нардони (Италия) является председателем комитета по определению политики и развития ICNDT. Генеральным секретарем ICNDT является М. Фарлей (Англия), держателем фонда ICNDT является Австрийское общество НК, наблюдателем-ревизором – В.В. Клюев (председатель Российского общества неразрушающего контроля).
Основной целью работы ICNDT признана выработка стратегии и политики, проведение различных мероприятий, прежде всего научных конференций, прием новых членов и др.
Страны европейского региона объединяет Европейская федерация по неразрушающему контролю (EFNDT). В ней 27 полномочных членов (Австрия, Бельгия, Болгария, Беларусь, Хорватия, Чехия, Дания, Сербия, Финляндия, Франция, Германия, Англия, Венгрия, Ирландия, Италия, Нидерланды, Норвегия, Польша, Румыния, Россия, Словакия, Словения, Испания, Швеция, Швейцария, Украина) и 7 ассоциированных членов (Бразилия, Китай, Индия, Израиль, Молдова, Латвия, Япония).
По четным годам европейская федерация EFNDT каждые 4 года проводит европейские конференции (Барселона – 2002, Берлин – 2006, Москва – 2010), а по следующим четным годам ICNDT проводит всемирные конференции (Рим – 2000, Копенгаген – 2004, Шанхай – 2008, Дурбан — 2012).
Перечень основных национальных и европейских стандартов и нормативных документов по капиллярному неразрушающему контролю:
| 1 | ГОСТ 18442-80 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования. |
| 2 | ГОСТ 24522-80 Контроль неразрушающий капиллярный. Термины и определения. |
| 3 | ГОСТ 28369-89 Контроль неразрушающий. УФ-облучатели. Общие технологические требования. |
| 4 | ГОСТ 23349–84 Контроль неразрушающий. Дефектоскопы капиллярные. Общие технологические требования. ГОСТ 18353–79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. |
| 5 | ОСТ 26-5-99 Контроль неразрушающий. Цветной метод контроля сварных соединений, наплавленного и основного металла. |
| 6 | ОСТ 36-76-83 Контроль неразрушающий. Сварные соединения трубопроводов и конструкций. Цветной метод. |
| 7 | ОСТ 108.004.101-80 Контроль неразрушающий. Люминесцентный, цветной и люминесцентно-цветной методы. Основные положения. |
| 8 | ОСТ 95.955-82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Метод капиллярный. |
| 9 | ОСТ 26-5-88 Контроль неразрушающий. Цветной метод контроля сварных соединений, направленного и основного металла. |
| 10 | РД 153-34.1-17.461-00 Методические указания по капиллярному контролю сварных соединений, наплавок и основного металла при изготовлении, монтаже, эксплуатации и ремонте объектов энергетического оборудования. |
| 11 | РДИ 38.18.019-95 Инструкция по капиллярному контролю деталей технологического оборудования, сварных соединений и наплавок. |
| 12 | РД-13-06-2006 Методические рекомендации о порядке проведения капиллярного контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах. |
| 13 | ПНАЭ Г-7-010-89 Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля. |
| 14 | ПНАЭ Г-7-018-89 Унифицированная методика контроля основных материалов (полуфабрикатов), сварных соединений и наплавки оборудования и трубопроводов АЭУ. Капиллярный контроль. |
| 15 | EN 473 Квалификация и сертификация персонала в области неразрушающего контроля. Общие требования. |
| 16 | EN 1289 Контроль неразрушающий сварных соединений. Контроль проникающими веществами (капиллярный). Границы допустимости. |
| 17 | EN ISO 3452-2 Неразрушающие испытания. Испытания проникающим веществом. Ч. 2. Испытания проникающих материалов. |
| 18 | EN ISO 3452-3 Неразрушающий контроль. Проникающие испытания. Ч. 3. Эталонные контрольные блоки. |
| 19 | EN ISO 3452-4 Неразрушающий контроль. Проникающие испытания. Ч. 4. Оборудование. |
| 20 | ISO 3059 Неразрушающий контроль. Капиллярный и магнитопорошковый методы. Условия наблюдения. |
| 21 | ISO 9935 Методы неразрушающего контроля. Проникающая дефектоскопия. Общие технические требования. |
| 22 | ISO 12706 Испытания без разрушения. Терминология. Термины, применяемые при проникающем испытании. |
| 23 | ISO/TS 18173 Испытания неразрушающие. Общие термины и определения. |
Полноразмерное секвенирование транскриптов коры головного мозга человека и мыши выявляет широкое разнообразие изоформ и альтернативный сплайсинг R. Опосредованное транскрипцией слияние генов в геноме человека.
Геном Res. 2006; 16:30–36. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]Amarasinghe S.L., Su S., Dong X., Zappia L., Ritchie ME, Gouil Q. Возможности и проблемы в анализе данных секвенирования. Геном биол. 2020;21:30. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Ameur A., Zaghlool A., Halvardson J., Wetterbom A., Gyllensten U., Cavelier L., Feuk L. Тотальное секвенирование РНК выявило зарождающуюся транскрипцию и широко распространенный ко-транскрипционный сплайсинг в мозге человека. Нац. Структура Мол. биол. 2011;18:1435–1440. [PubMed] [Google Scholar]
Эндрюс С.Дж., Фултон-Ховард Б., Гоат А. Интерпретация локусов риска из полногеномных ассоциативных исследований болезни Альцгеймера. Ланцет. 2020;19:326–335. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Bekris L.M., Yu CE, Bird TD, Tsuang D.W. Генетика болезни Альцгеймера. Дж. Гериатр. Психиатрия Нейрол. 2010;23:213–227. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Брауншвейг У. , Барбоза-Морайс Н.Л., Пан К., Нахман Э.Н., Алипанахи Б., Гонатопулос-Пурнацис Т., Фрей Б., Иримия М., Бленкоу Б.Дж. Широко распространенное удержание интронов у млекопитающих функционально настраивает транскриптомы. Геном Res. 2014; 24:1774–1786. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Брей Н.Л., Пиментел Х., Мелстед П., Пахтер Л. Почти оптимальная вероятностная количественная оценка секвенирования РНК. Нац. Биотехнолог. 2016; 34: 525–527. [PubMed] [Google Scholar]
Castanho I., Murray T.K., Hannon E., Jeffries A., Walker E., Laing E., Baulf H., Harvey J., Bradshaw L., Randall A. и др. . Транскрипционные признаки тау- и амилоидной невропатологии. Cell Rep. 2020;30:2040–2054.e5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Конеса А., Мадригал П., Тарасона С., Гомес-Кабреро Д., Сервера А., Макферсон А., Войцех Щесняк М., Гаффни Д.Дж., Эло Л.Л., Чжан Х., Мортазави А. Обзор лучших методы анализа данных секвенирования РНК. Геном биол. 2016;17:13. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Каммингс Б. Б., Карчевски К.Дж., Космицки Дж.А., Сиби Э.Г., Уоттс Н.А., Сингер-Берк М., Мадж Дж.М., Карьялайнен Дж., Саттерстром Ф.К., О’Доннелл-Лурия AH и др. Группа по производству базы данных агрегации генома. Аннотации транскриптов консорциума базы данных агрегации геномов улучшают интерпретацию редких вариантов. Природа. 2020; 581: 452–458. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Добин А., Дэвис К.А., Шлезингер Ф., Дренков Дж., Залески К., Джха С., Батут П., Чейссон М., Гингерас Т.Р. STAR: сверхбыстрый универсальный выравниватель RNA-seq. Биоинформатика. 2013;29:15–21. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Экси Р., Ли Х.Д., Менон Р., Вен Ю., Оменн Г.С., Крецлер М., Гуан Ю. Систематическая дифференциация функций альтернативно сплайсированных изоформ посредством интеграции РНК- данные последовательности. PLoS-компьютер. биол. 2013;9:e1003314. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Fu X.D., Ares M. Контекстно-зависимый контроль альтернативного сплайсинга с помощью РНК-связывающих белков. Нац. Преподобный Жене. 2014; 15: 689–701. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Futreal PA, Coin L., Marshall M., Down T., Hubbard T., Wooster R., Rahman Z., Stratton MR. Перепись генов рака человека. Нац. Преподобный Рак. 2004; 4: 177–183. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Галанте П.А.Ф., Видаль Д.О., де Соуза Дж.Э., Камарго А.А., де Соуза С.Дж. Смысл-антисмысловые пары у млекопитающих: функциональные и эволюционные соображения. Геном биол. 2007;8:R40. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Ге Ю., Порс Б.Т. Функциональные последствия удержания интрона: альтернативный сплайсинг в сочетании с NMD как регулятор экспрессии генов. Биоэссе. 2014; 36: 236–243. [PubMed] [Google Scholar]
Гордон С.П., Ценг Э., Саламов А., Чжан Дж., Мэн С., Чжао З., Канг Д., Андервуд Дж., Григорьев И.В., Фигероа М. и др. Широко распространенные полицистронные транскрипты у грибов, обнаруженные с помощью секвенирования одиночных молекул мРНК. ПЛОС ОДИН. 2015;10:e0132628. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Grabski D.F., Broseus L., Kumari B., Rekosh D., Hammarskjold M.-L., Ritchie W. Задержка интронов и ее влияние на экспрессию генов и разнообразие белков: обзор и практическое руководство. Уайли Междисциплинарный. Преподобный РНК. 2021;12:e1631. [PubMed] [Google Scholar]
Грандпре Т., Накамура Ф., Вартанян Т., Стритматтер С.М. Идентификация ингибитора Nogo регенерации аксонов в виде белка ретикулона. Природа. 2000; 403:439–444. [PubMed] [Google Scholar]
Консорциум GTEx Пилотный анализ экспрессии генотипа и ткани (GTEx): регуляция мультитканевых генов у людей. Наука. 2015; 348: 648–660. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Гуттман М., Рассел П., Инголия Н.Т., Вайсман Дж.С., Ландер Э.С. Профилирование рибосом свидетельствует о том, что большие некодирующие РНК не кодируют белки. Клетка. 2013; 154: 240–251. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Хаас Б. Дж., Добин А., Ли Б., Странски Н., Почет Н., Регев А. Оценка точности обнаружения слитых транскриптов с помощью картирования чтения и слияния de novo методы, основанные на сборке транскриптов. Геном биол. 2019;20:213. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Hug N., Longman D., Cáceres J.F. Механизм и регуляция нонсенс-опосредованного распада. Нуклеиновые Кислоты Res. 2015;44:1483–1495. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Jacob A.G., Smith C.W.J. Удержание интронов как компонент регулируемых программ экспрессии генов. Гум. Жене. 2017; 136:1043–1057. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Йоглекар А., Пржибельски А., Махфуз А., Коллиер П., Лин С., Шлуше А.К., Маррокко Дж., Уильямс С.Р., Хаазе Б., Хейс А. ., и другие. Пространственно разрешенный атлас изоформ мозга постнатальной мыши, специфичный для области и типа клеток. Нац. коммун. 2021;12:463. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Кагеяма Ю., Кондо Т., Хашимото Ю. Кодирование и некодирование: трансляционная способность коротких ORF, обнаруженных в предполагаемых некодирующих транскриптах. Биохимия. 2011; 93:1981–1986. [PubMed] [Google Scholar]
Ким М.С., Пинто С.М., Гетнет Д., Ниружоги Р.С., Манда С.С., Чаеркади Р., Мадугунду А.К., Келкар Д.С., Иссерлин Р., Джайн С. и др. Черновая карта протеома человека. Природа. 2014; 509: 575–581. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Кулешов М.В., Джонс М.Р., Руйяр А.Д., Фернандес Н.Ф., Дуан К., Ван З., Коплев С., Дженкинс С.Л., Ягодник К.М., Лахманн А. и др. . Enrichr: комплексный веб-сервер анализа обогащения набора генов, обновление 2016 года. Нуклеиновые Кислоты Res. 2016;44(П1):П90–W97. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Kuo R.I., Tseng E., Eory L., Paton I.R., Archibald A.L., Burt D.W. Нормализованное секвенирование длинной РНК у курицы выявило сложность транскриптома, подобную человеческой. Геномика BMC. 2017;18:323. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Li H. Minimap2: попарное выравнивание нуклеотидных последовательностей. Биоинформатика. 2018;34:3094–3100. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Li M., Santpere G., Kawasawa Y.I., Evgrafov O.V., Gulden F.O., Pochareddy S., Sunkin S.M., Li Z., Shin Y., Zhu Y., и другие. Интегративный функциональный геномный анализ развития мозга человека и нейропсихиатрических рисков. Наука. 2018;362:eaat7615. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Лю С.Дж., Новаковски Т.Дж., Поллен А.А., Луи Дж.Х., Хорлбек М.А., Аттенелло Ф.Дж., Хе Д., Вайсман Дж.С., Кригштейн А.Р., Диаз А.А., Лим Д.А. Одноклеточный анализ длинных некодирующих РНК в развивающемся неокортексе человека. Геном биол. 2016;17:67. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Лицио М., Абугессаиса И., Ногучи С., Кондо А., Хасегава А., Хон К.С., де Хун М., Северин Дж., Оки С., Хаяшизаки Ю. и др. Обновление веб-ресурса FANTOM: добавление дополнительных атласов транскриптомов. Нуклеиновые Кислоты Res. 2019;47(D1):D752–D758. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Mazin P., Xiong J., Liu X., Yan Z., Zhang X., Li M., He L., Somel M., Yuan Y., Фиби Чен Ю.П. и др. Широко распространенные сплайсинговые изменения в развитии и старении человеческого мозга. Мол. Сист. биол. 2013;9:633. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Маккартни А.М., Хайланд Э.М., Кормикан П., Моран Р.Дж., Уэбб А.Е., Ли К.Д., Эрнандес-Родригес Дж., Прадо-Мартинес Дж., Криви С.Дж., Аспден Дж.Л. , и другие. Генные слияния, полученные в результате транскрипционного прочтения, обусловлены сегментарной дупликацией у человека. Геном биол. Эвол. 2019;11:2678–2690. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Механи Б., Нарта К., Пол Д., Радж А., Кумар Д., Шарма А., Каурани Л., Наяк С., Даш Д., Сури А. и др. Транскрипты слияния в нормальной коре головного мозга человека увеличиваются с возрастом и демонстрируют отчетливые геномные особенности для отдельных клеток и тканей. науч. 2020; 10:1368. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Миллс Дж. Д., Джаниц М. Альтернативный сплайсинг мРНК в молекулярной патологии нейродегенеративных заболеваний. Нейробиол. Старение. 2012;33:1012.e11–1012.e24. [PubMed] [Академия Google]
Неллоре А., Джаффе А.Е., Фортин Дж.П., Алькисира-Эрнандес Дж., Кольядо-Торрес Л., Ван С., Филлипс Р.А., III, Карбхари Н., Хансен К.Д., Лангмид Б., Лик Дж.Т. Разнообразие сплайсинга человека и количество неаннотированных сплайс-соединений в образцах секвенирования РНК человека в архиве чтения последовательностей. Геном биол. 2016;17:266. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Oliver GR, Tang X., Schultz-Rogers LE, Vidal-Folch N., Jenkinson WG, Schwab TL, Gaonkar K., Cousin MA, Nair A., Basu С. и др. Индивидуальный подход к идентификации транскриптов слияния увеличивает диагностику редких наследственных заболеваний. ПЛОС ОДИН. 2019;14:e0223337. [Статья бесплатно PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Pan Q. , Saltzman A.L., Kim YK, Misquitta C., Shai O., Maquat L.E., Frey B.J., Blencowe B.J. сплайсинг с нонсенс-опосредованным распадом мРНК для контроля экспрессии генов. Гены Дев. 2006; 20: 153–158. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Pan Q., et al. Глубокое исследование сложности альтернативного сплайсинга в транскриптоме человека с помощью высокопроизводительного секвенирования. Глубокое исследование сложности альтернативного сплайсинга в транскриптоме человека с помощью высокопроизводительного секвенирования — Sup Mat. Нац. Жене. 2009 г.;41:762. [PubMed] [Google Scholar]
Пардиньяс А.Ф., Холманс П., Поклингтон А.Дж., Эскотт-Прайс В., Рипке С., Каррера Н., Легге С.Э., Бишоп С., Кэмерон Д., Хамшер М.Л. и др. Консорциум ГЕРАД1. CRESTAR Consortium Распространенные аллели шизофрении обогащены генами, не переносящими мутации, и областями, находящимися под сильным фоновым отбором. Нац. Жене. 2018;50:381–389. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Парикшак Н. Н., Сваруп В., Белгард Т.Г., Иримия М., Рамасвами Г., Гандал М.Дж., Хартл С., Леппа В., Убиета Л.Т., Хуан Дж., и другие. Полногеномные изменения в днРНК, сплайсинге и паттернах экспрессии региональных генов при аутизме. Природа. 2016; 540:423–427. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Парк Э., Пан З., Чжан З., Линь Л., Син Ю. Расширяющийся ландшафт вариаций альтернативного сплайсинга в человеческих популяциях. Являюсь. Дж. Хам. Жене. 2018;102:11–26. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Pertea G., Pertea M. GFF Utilities: GffRead и GffCompare. F1000рез. 2020;2020:9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Pertea M., Pertea G.M., Antonescu C.M., Chang T.C., Mendell J.T., Salzberg S.L. StringTie обеспечивает улучшенную реконструкцию транскриптома из чтений РНК-seq. Нац. Биотехнолог. 2015;33:290–295. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Pertea M., Shumate A., Pertea G., Varabyou A., Breitwieser F.P., Chang Y. C., Madugundu A.K., Pandey A., Salzberg S.L. ШАХМАТЫ: новый каталог генов человека, созданный на основе тысяч крупномасштабных экспериментов по секвенированию РНК, обнаруживает обширный транскрипционный шум. Геном биол. 2018;19:208. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Pine P.S., Munro S.A., Parsons J.R., McDaniel J., Lucas A.B., Lozach J., Myers TG, Su Q., Jacobs-Helber S.M., Salit M. Оценка справочного материала Консорциума по контролю внешней РНК (ERCC) с использованием модифицированного дизайна латинского квадрата. БМС Биотехнология. 2016;16:54. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Пиовесан А., Антонарос Ф., Витале Л., Стрипполи П., Пеллери М.С., Каракаузи М. Гены, кодирующие белки человека, и статистика свойств генов в 2019 г. BMC Res. Заметки. 2019;12:315. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Пракаш Т., Шарма В.К., Адати Н., Одзава Р., Кумар Н., Нисида Ю., Фудзикаке Т., Такеда Т., Тейлор Т.Д. гены: еще один механизм регуляции генов у эукариот. ПЛОС ОДИН. 2010;5:e13284. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Радж Б., Бленкоу Б.Дж. Альтернативный сплайсинг в нервной системе млекопитающих: недавнее понимание механизмов и функциональных ролей. Нейрон. 2015;87:14–27. [PubMed] [Google Scholar]
Радж Т., Ли Ю.И., Вонг Г., Хамфри Дж., Ван М., Рамдхани С., Ван Ю.К., Нг Б., Гупта И., Арутюнян В. и др. Интегративный анализ транскриптома стареющего мозга указывает на изменение сплайсинга в предрасположенности к болезни Альцгеймера. Нац. Жене. 2018;50:1584–1592. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Симс Р., Хилл М., Уильямс Дж. Мультиплексная модель генетики болезни Альцгеймера. Нац. Неврологи. 2020;23:311–322. [PubMed] [Google Scholar]
Солнцев С.К., Шортрид М.Р., Фрей Б.Л., Смит Л.М. Расширенное обнаружение глобальных посттрансляционных модификаций с помощью MetaMorpheus. J. Proteome Res. 2018; 17: 1844–1851. [PubMed] [Google Scholar]
Statello L., Guo C.-J., Chen L.-L., Huarte M. Регулирование генов длинными некодирующими РНК и их биологические функции. Нац. Преподобный Мол. Клеточная биол. 2021;22:96–118. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Steijger T., Abril J.F., Engström P.G., Kokocinski F., Hubbard T.J., Guigó R., Harrow J., Bertone P., RGASP Consortium Оценка методов реконструкции транскриптов для РНК-сек. Нац. Методы. 2013;10:1177–1184. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Таката А., Мацумото Н., Като Т. Полногеномная идентификация сплайсинговых QTL в человеческом мозге и их обогащение среди локусов, связанных с шизофренией. Нац. коммун. 2017;8:14519. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Тэм В., Патель Н., Туркотт М., Боссе Ю., Паре Г., Мейр Д. Преимущества и ограничения полногеномных ассоциативных исследований. Нац. Преподобный Жене. 2019;20:467–484. [PubMed] [Google Scholar]
Tan M.C., Widagdo J., Chau YQ., Zhu T., Wong J.J., Cheung A., Anggono V. Индуцированная активностью длинная некодирующая РНК Meg3 модулирует поверхностную экспрессию AMPA-рецептора в первичных корковые нейроны. Фронт. Клетка. Неврологи. 2017;11:124. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Тан Б.Л. Транспорт везикул посредством взаимодействия с ролью t-SNAREs 1a (Vti1a) в нейронах. Гелион. 2020;6:e04600. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Tardaguila M., de la Fuente L., Marti C., Pereira C., Pardo-Palacios F.J., Del Risco H., Ferrell M., Mellado M., Macchietto M., Verheggen K., et al. Исправление: SQANTI: обширная характеристика последовательностей длинных транскриптов для контроля качества при идентификации и количественном определении полноразмерного транскриптома. Геном Res. 2018;28:1096. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Tollervey J.R., Wang Z., Hortobágyi T., Witten J.T., Zarnack K., Kayikci M., Clark T.A., Schweitzer A.C., Rot G., Curk T. ., и другие. Анализ альтернативного сплайсинга, связанного со старением и нейродегенерацией в мозге человека. Геном Res. 2011;21:1572–1582. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Trincado J. L., Entizne J.C., Hysenaj G., Singh B., Skalic M., Elliott D.J., Eyras E. SUPPA2: быстрое, точное и учитывающее неопределенность дифференциальное соединение анализ нескольких условий. Геном биол. 2018;19:40. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Уле Дж., Бленкоу Б.Дж. Регуляторные сети альтернативного сплайсинга: функции, механизмы и эволюция. Мол. Клетка. 2019;76:329–345. [PubMed] [Google Scholar]
Ван Л., Дрейфус Г. Корректирующая терапия сплайсинга при СМА. Клетка. 2017;170:5. [PubMed] [Google Scholar]
Ван Г.С., Купер Т.А. Сплайсинг при болезни: нарушение кода сплайсинга и механизма декодирования. Нац. Преподобный Жене. 2007; 8: 749–761. [PubMed] [Академия Google]
Ван Э.Т., Сандберг Р., Луо С., Хребтукова И., Чжан Л., Майр С., Кингсмор С.Ф., Шрот Г.П., Бердж С.Б. Альтернативная регуляция изоформ в транскриптомах тканей человека. Природа. 2008; 456: 470–476. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Ван Л., Парк Х.Дж., Дасари С. , Ван С., Кочер Дж.П., Ли В. CPAT: инструмент оценки кодирующего потенциала с использованием модели логистической регрессии без выравнивания . Нуклеиновые Кислоты Res. 2013;41:e74. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Ван Б., Ценг Э., Регулски М., Кларк Т.А., Хон Т., Цзяо Ю., Лу З., Олсон А., Стейн Дж.К., Уэр Д. Раскрытие сложности транскриптома кукурузы с помощью одномолекулярных длинных -Чтение последовательности. Нац. коммун. 2016;7:11708. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Ван Б., Кумар В., Олсон А., Уэр Д. Возрождение исследований транскриптома: взгляд на появление одномолекулярного секвенирования транскриптома. Фронт. Жене. 2019;10:384. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Ян С., Куломб-Хантингтон Дж., Канг С., Шейнкман Г.М., Хао Т., Ричардсон А., Сунь С., Ян Ф., Шен Ю.А., Мюррей Р.Р. и др. Широкое расширение возможностей взаимодействия белков с помощью альтернативного сплайсинга. Клетка. 2016; 164: 805–817. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Zhang D. , Guelfi S., Garcia-Ruiz S., Costa B., Reynolds R.H., D’Sa K., Liu W., Courtin T., Peterson А., Яффе А.Е. и соавт. Неполная аннотация оказывает несоразмерное влияние на наше понимание менделевских и сложных нейрогенетических расстройств. науч. Доп. 2020;6:eaay8299. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Чжао Л., Чжан С., Конен М.В., Прасад К.В.С.К., Гу Л., Редди А.С.Н. Анализ транскриптома и эпитранскриптома у растений с использованием pacbio iso-seq и прямого секвенирования РНК на основе нанопор. Фронт. Жене. 2019;10:253. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Полноразмерный транскриптом дает новое представление о сложности транскрипции абдоминального жира и подкожного жира у пекинских уток
Введение
Утка – одна из самых распространенных водоплавающих птиц в мире. После искусственного одомашнивания пекинская утка сохраняет большое количество липидов в брюшной и подкожной жировой ткани (Kou et al., 2012; Lin et al., 2018), что является идеальной животной моделью для изучения процесса отложения жира у птиц. Предыдущие исследования показали, что характер отложения липидов в двух тканях различался в периоды роста, содержание подкожной жировой ткани было выше, чем жировой ткани брюшной полости (Ding et al., 2012). Однако различие молекулярного механизма отложения липидов в различных жировых тканях пекинской утки до сих пор не выяснено.
С развитием технологии секвенирования, секвенирование одной молекулы стало широко использоваться в исследованиях растений, таких как кукуруза (Guo et al., 2021), рис (Du H. et al., 2017), клевер (Chao et al. ., 2018), бамбук (Wang et al., 2017) и др., подчеркивая огромные преимущества идентификации альтернативного сплайсинга по полноразмерному транскриптому. Секвенирование одной молекулы может напрямую получить всю информацию о последовательности РНК без сборки. Однако в исследованиях птиц применение технологии секвенирования одиночных молекул меньше. Для уток только PacBio Sequel использовался для секвенирования полноразмерного транскриптома восьми тканей пекинской утки и выявил 35 031 событие альтернативного сплайсинга среди 3346 генов (Yin et al. , 2019).).
К счастью, сборка высококачественного генома кряквы обеспечивает нам жизненно важную поддержку для точного определения изоформ и событий альтернативного сплайсинга генов (NCBI, 2019). Выравнивание различных изоформ с эталонным геномом может эффективно идентифицировать способы альтернативного сплайсинга генов, особенно для повышения точности выравнивания длинных изоформ (Kraft and Kurth, 2020). В настоящее время процесс идентификации альтернативного сплайсинга для видов с эталонным геномом является зрелым и надежным (Song et al., 2020; Xu et al., 2021). Комбинированный анализ с использованием транскриптома короткого и длинного секвенирования может дополнительно улучшить аннотацию структуры генов, проверить сайты сплайсинга, проанализировать тканеспецифическую или специфичную во времени экспрессию различных изоформ (Hu et al., 2021).
Еще одним преимуществом секвенирования транскриптома одной молекулы является идентификация ТФ (Mazzocca et al., 2021) и днРНК (Troskie et al. , 2021) в тканях, что необходимо для изучения регуляции транскрипции связанных с жиром биологических процессы. Адипогенез представляет собой процесс, характеризующийся сложной сетью, включающей множество TF и lncRNAs, которые регулируют экспрессию генов (Squillaro et al., 2020). LncRNAs выполняют множественные клеточные функции и регулируют ремоделирование хроматина, транскрипционные и посттранскрипционные события, влияя на экспрессию генов. Недавние исследования показали, что эти молекулы играют ключевую роль в регуляции развития и активности белого и коричнево-бежевого адипогенного процесса (Squillaro et al., 2020). Методы сверхэкспрессии и нокаута широко использовались для понимания вклада TF в развитие адипоцитов, обеспечивая базовую стратегию для изучения сложности адипогенеза in vitro . На сегодняшний день показано, что более 12 факторов транскрипции играют важную роль в развитии адипоцитов (Farmer, 2006; Lee et al., 2019; Ambele et al., 2020; Zhang et al., 2020). Всесторонний анализ различных изоформ TFs во время нескольких моментов времени развития адипоцитов может расширить наше представление о регуляции развития различных адипоцитов у птиц.
Поэтому мы провели анализ ISO-seq и RNA-Seq на абдоминальных и подкожных адипоцитах, полученных от пекинских уток. Мы рассмотрели пролиферацию и дифференцировку абдоминальных и подкожных адипоцитов, чтобы выявить потенциальные различия в изоформах. Результаты этого анализа позволили нам расширить наше представление об альтернативном сплайсинге и дифференциальной экспрессии, которые указывают на разные способы регуляции, и предоставить богатый ресурс для альтернативного сплайсинга, который составляет существенную часть разнообразия и сложности транскриптов во время синтеза и отложения абдоминальной и подкожной жировой ткани. . Эти результаты облегчат будущие исследования функциональной геномики и расширят наши горизонты альтернативного сплайсинга у домашней птицы.
Материалы и методы
Культивирование клеток и индукция дифференцировки
Образцы клеток, использованные в этом эксперименте, представляли собой первичные преадипоциты, выделенные из брюшной и подкожной жировой ткани пекинских уток, предоставленные компанией Beijing Golden Star Ltd. рекомендации Комитета по уходу за животными Китайского сельскохозяйственного университета. Метод выделения относится к методу, использованному в нашем предыдущем исследовании (Wang et al., 2019). Уток умерщвляли под глубокой анестезией пентобарбиталом натрия (Sigma). Абдоминальную и подкожную жировую ткань собирали в стерильных условиях и промывали PBS. Чистую жировую ткань измельчали на тонкие срезы и расщепляли 15 мл раствора для переваривания [DMEM/F12 (модифицированная Дульбекко среда Игла/питательная смесь Хэма F-12), 100 мМ HEPES, 4% BSA, 2 мг/мл коллагеназы I ( Invitrogen), рН 7,4] в течение 65 мин при 37°С в шейкере с водяной баней. После инкубации и прекращения переваривания питательной средой (DMEM/F12, 10% FBS, 100 ед/мл пенициллина и стрептомицина). Смесь фильтровали через нейлоновые сетки с отверстиями 70 мкм для удаления непереваренной ткани и крупных клеточных агрегатов. Отфильтрованные суспензии центрифугировали при 300× г на 10 мин для отделения плавающих адипоцитов от преадипоцитов. Затем собранные преадипоциты ресуспендировали в 10 мл буфера для лизиса клеток крови (Invitrogen) и инкубировали при комнатной температуре в течение 10 мин. Выделенные абдоминальные и подкожные преадипоциты инокулировали в питательную среду. Культивирование клеток проводили при концентрации СО 2 5%, температуре 37°С и влажности воздуха 95%. Преадипоциты можно индуцировать к дифференцировке добавлением олеиновой кислоты в среду роста (Shang et al., 2014).
Набор для подсчета клеток-8 Анализ
Набор для подсчета клеток-8 (CCK-8) представляет собой высокочувствительный колориметрический анализ пролиферации клеток. Для определения разницы скорости пролиферации преадипоцитов в разных частях пекинской утки преадипоциты брюшной полости и подкожной клетчатки, разделенные на 4×10 3 клеток/лунку, высевали в 96-луночный планшет для культивирования клеток. В каждую лунку добавляли 100 мкл среды. После индукции в течение 24, 48, 96, 144, 192 и 240 часов в лунку с образцом добавляли 10 мкл CCK-8 (Dojindo Laboratories, JP), инкубировали при 37°C в течение 2 часов и значение поглощения при 450 нм измеряли многофункциональным устройством для считывания микропланшетов (Infinite F200, CH).
Определение активности глицерол-3-фосфатдегидрогеназы
Глицерол-3-фосфатдегидрогеназы (ГФДГ) является ферментом, ограничивающим скорость биосинтеза жирных ацил-КоА, и его ферментативная активность значительно возрастает на поздней стадии жировой дифференцировки , поэтому он может быть показателем, характеризующим степень дифференцировки преадипоцитов. В нашем эксперименте абдоминальные и подкожные преадипоциты отбирали через 0 ч, 48 ч и 96 ч после индукции дифференцировки. Активность ГФДГ определяли с помощью набора для определения активности ГФДГ (Sigma, США). Три биологические повторности ( n = 3) были включены в каждый момент времени. В качестве стандарта использовали бычий сывороточный альбумин, для определения концентрации белка в гомогенате клеточной культуры использовали набор для определения белка ВСА (Sigma, США) (Matsubara et al., 2005).
Определение относительного содержания капель липидов
Окрашивание масляным красным О (Sigma, США) может специфически окрашивать нейтральные липиды в клетках, поскольку они могут быть сильно растворены в липидах. В нашем исследовании абдоминальные и подкожные преадипоциты собирали через 0, 24, 48, 72, 120 и 240 часов после индукции. Сначала клетки трижды промывали PBS, фиксировали 10% (об./об.) параформальдегидом при комнатной температуре в течение 30 мин, затем промывали PBS, окрашивали 1% масляным красным О в течение 40 мин, удаляли супернатант и добавили 1 мл 100% (об./об.) изопропанола для получения экстракции. Поглощение экстракции при 500 нм измеряли многофункциональным устройством для считывания микропланшетов (Infinite F200, CH), чтобы охарактеризовать относительное содержание капель липидов в каждом образце (Ramirezzacarias et al., 19).92). Три биологических повтора ( n = 3) были включены в каждый момент времени. Данные были проанализированы с помощью теста студентов независимой выборки.
Сбор образцов и подготовка РНК
Все пекинские утки, использованные в этом исследовании, были предоставлены компанией Beijing Golden Star Ltd. Inc. Абдоминальная и подкожная жировая ткани были собраны для первичной культуры преадипоцитов. Подробный метод первичной культивирования клеток описан в предыдущих исследованиях (Matsubara et al., 2005). Мы собрали -48 ч (48 ч до начала дифференцировки), 0 ч (начало дифференцировки), 12 ч, 24 ч, 48 ч и 72 ч абдоминальных и подкожных преадипоцитов для выделения РНК соответственно. Очищенные адипоциты во все моменты времени гомогенизировали отдельно (10 мкг на образец) в тризоле (Invitrogen, США) и обрабатывали согласно протоколу производителя. Значения числа целостности РНК (RIN) рассчитывали с помощью биоанализатора Agilent 2100 (Agilent Technologies, США), концентрацию РНК определяли с помощью NanoDrop 9.Спектрофотометр 0177 ТМ (Thermo Fisher Scientific, США). Все образцы РНК имели значение числа целостности РНК >8,0 и отношение оптической плотности 260:280 >1,9. Затем РНК использовали для секвенирования мРНК с использованием платформы секвенирования Illumina.
Подготовка библиотеки и секвенирование Pacific Biosciences
Абдоминальные и подкожные преадипоциты через 72 часа после дифференцировки использовали для полноразмерного секвенирования транскриптома. -48 ч, 0 ч, 12 ч, 24 ч, 48 ч и 72 ч брюшных адипоцитов были собраны для РНК-Seq, и каждая временная точка включала шесть биологических повторов (9).0159 н = 6).
Мы создали две библиотеки Iso-seq для абдоминальных и подкожных адипоцитов, которые смешали равные количества РНК из каждого образца (5 мкг на образец). Библиотеки были созданы в соответствии с протоколом секвенирования PacBio Iso-seq. Вкратце, квалифицированную РНК сначала получали для конструирования библиотеки последовательностей, а набор для синтеза кДНК Clontech SMARTer с праймерами Oligo-dT использовали для создания кДНК первой и второй цепей из мРНК полиА. Фракционирование по размеру и отбор (<4 т.п.н. и >4 т.п.н.) проводили с использованием BluePippin 9.0177 TM Size Selection System (Sage Science, Беверли, Массачусетс, США). Полноразмерную кДНК репарировали для создания библиотеки гибридов с равными молекулами. Последовательности без стыков на обоих концах кДНК удаляли. Две библиотеки SMRT bell были сконструированы с помощью набора Pacific Biosciences DNA Template Prep Kit 2. 0, а затем было проведено секвенирование SMRT с использованием Pacific Bioscience Sequel System. Приблизительно 5 мкг общей РНК использовали для секвенирования мРНК с использованием платформы секвенирования Illumina. Фрагменты подходящего размера отбирали с использованием гранул AMPure XP (Beckman Coulter, США) для конструирования библиотек кДНК методом ПЦР. После конструирования библиотеки двухцепочечной кДНК секвенировали на приборе Illumina HiSeq X-10 с режимом PE150 (Novogene, Калифорния, США). Методы построения библиотеки и секвенирования были такими же, как описано в другом месте (Wang et al., 2019).). Все данные секвенирования были депонированы в Национальном центре биотехнологической информации (NCBI) под идентификатором BioProject ID PRJNA723918. Данные RNA-Seq для множественных стадий дифференцировки подкожных преадипоцитов были загружены из NCBI (номер доступа: SRX4646736).
Анализ необработанных данных ISO-Seq
Мы получили все необработанные данные и обработали их в соответствии со стандартным конвейером Iso-seq 1 . Во-первых, адаптеры последовательностей были удалены, а последовательности короче 300 п.н. в длину и с точностью менее 0,75 были отфильтрованы для получения субпрочтений. После контроля качества чистые риды полимеразы обрабатывали для разделения ридов вставки с проходом >0 и точностью >0,75. Эти чтения вставки (ROI) были разделены на полноразмерные, неполноразмерные и химерные чтения с использованием конвейера анализа SMRT Iso-Seq. Полноразмерные прочтения определяли путем обнаружения поли(А)-хвостов, 5′-праймеров и 3′-праймеров. ROI разделяли на химерные транскрипты и нехимерные транскрипты в зависимости от наличия в последовательности праймеров для секвенирования. Для удаления избыточных последовательностей использовали cd-hit-est (Li and Godzik, 2006), а все зарезервированные не избыточные последовательности использовали для последующего анализа.
Анализ структуры транскриптов и идентификация альтернативного сплайсинга
Мы сопоставили неповторяющиеся изоформы с эталонным геномом кряквы с помощью программного обеспечения GMAP (Wu and Watanabe, 2005) (gmap. avx512), отсортировали выровненные файлы sam и преобразовали их в bam с помощью Samtools (Pertea et al., 2016) (v1.9). Программное обеспечение MatchAnnot (2015.06) использовалось для сравнения отсортированных файлов выравнивания с файлами аннотаций генома кряквы. В соответствии с информацией об экзонах, полученной из файлов аннотаций, были оценены различные результаты сопоставления. Баллы были отмечены как 0, 1, 2, 3, 4 и 5, чтобы показать наиболее подходящие стенограммы.
Чтобы идентифицировать события альтернативного сплайсинга (AS) генов, во-первых, файл выравнивания был отфильтрован для 90% охвата выравнивания и 90% идентичности выравнивания и соответствующих файлов GFF, созданных с использованием cDNA_Cupcake (Gordon et al., 2015) ( v18.1.0). SUPPA2 (Trincado et al., 2018) (v2.2.1) идентифицировал события AS из файлов аннотаций (формат GFF/GTF). События AS были обнаружены с помощью SUPPA2 (v2.2.1), включая альтернативный 5′-сайт сплайсинга или альтернативный 3′-сайт сплайсинга (A5/A3), пропуск экзона (SE), альтернативный сплайсинг первого экзона/последнего экзона (AF/AL), взаимоисключающие экзоны (MX) и удерживание интронов (RI).
Функциональная аннотация полноразмерного транскриптома
Чтобы аннотировать неизбыточные полноразмерные транскриптомы, мы использовали Blast (McGinnis and Madden, 2004) (v2.2.26; значение e = 1-e5) для выравнивания последовательностей с базами данных NT (нуклеотидные последовательности NCBI), Swiss-Prot (аннотированная и проверенная вручную база данных белковых последовательностей) и KOG (группы кариотических ортологов), а в качестве аннотаций использовались результаты с наивысшей оценкой выравнивания. В то же время мы использовали известные факторы транскрипции человека в базе данных AnimalTFDB для аннотирования полноразмерных неизбыточных последовательностей, что важно для понимания разнообразия факторов транскрипции в жировой ткани. Мы выполнили функциональные аннотации GO (Gene Ontology) и KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genome) на веб-сайте Metascape (Zhou et al., 2019).).
Дифференциально экспрессируемые изоформы в клетках абдоминальных и подкожных преадипоцитов
Чистые риды клеток абдоминальных и подкожных преадипоцитов картировали с эталонным геномом кряквы (Anas_platyrhynchos. ASM874695v1.dna.toplevel.fa, Ensembl Release 104, CAU-Wild1.0) от Hisat2 (v2.1.0). Затем были использованы samtools (v1.9) для сортировки и преобразования файлов сравнения. Stringtie (Pertea et al., 2016) (v2.0.6) использовали для расчета количества полноразмерных транскриптов в каждом образце по файлам аннотаций. DEseq2 (v1.28.1) использовали для анализа дифференциально экспрессируемых транскриптов (DET). Транскрипты с кратностью изменения >1,5 и FDR <0,05 считались DET.
Выделение РНК и количественная ОТ-ПЦР в реальном времени набор для реакции total RNA kit II (Omega Bio-Tek, США). Качество и количество РНК определяли с помощью электрофореза в 1% агарозном геле и NanoDrop 1000 (Thermo Scientific, Уилмингтон, Делавэр, США), а 2 мкг тотальной РНК из абдоминальных и подкожных преадипоцитов подвергали обратной транскрипции с помощью реагента PrimeScript
TM RT. Набор с реакционным набором gDNA Eraser (Takara bio, Калифорния, США) (Kang et al., 2017). Используя тотальную РНК в качестве матрицы и олиго (DT) праймер, инвертировали первую цепь кДНК. Конкретные пары праймеров транскриптов были сконструированы с использованием программного обеспечения Primer-BLAST 9.0177 2 . Мы протестировали различные температуры отжига, чтобы оптимизировать каждую пару праймеров, используя обычную ПЦР, чтобы исключить присутствие неспецифических продуктов или синтеза димеров праймеров; продукты ПЦР анализировали электрофорезом в 2% агарозном геле. ПЦР для количественной оценки флуоресценции в реальном времени (RT-qPCR). ПЦР для количественной оценки флуоресценции в реальном времени (RT-qPCR) проводили с использованием набора для количественной оценки флуоресценции TB green premix Ex Taq TM (Takara, CA, США) и системы 7500 Fast Real-Time PCR (Applied Biosystems, v2.0.6). Каждая реакция кПЦР имела конечный объем 20 мкл реакционной смеси, которая состояла из 10 мкл 2X TB Green Premix Ex Taq, 0,4 мкл эталонного красителя ROX II, 6,8 мкл воды без ДНКазы/РНКазы, 0,4 мкл прямого и обратного специфических праймеров для каждый транскрипт и 2 мкл матрицы кДНК (Madkour et al. , 2021). Условия проведения ПЦР: предварительная денатурация при 95°С в течение 30 с, используя 40 циклов (95°С в течение 5 с и 60°С в течение 30 с), и каждый образец технически повторяли три раза. Данные флуоресценции были получены в конце этапа удлинения. Последовательности праймеров, используемые в реакции RT-qPCR, показаны в дополнительной таблице S5. Результаты данных были получены с помощью 7500 быстрой системы ПЦР в реальном времени. GAPDH использовали в качестве внутреннего эталонного гена в каждом образце для стандартизации уровня экспрессии транскриптов, а относительную экспрессию рассчитывали по 2 –ΔΔCT относительный количественный метод.Результаты
Фенотипические различия абдоминальных и подкожных преадипоцитов пекинской утки
Адипогенез включает пролиферацию и дифференцировку преадипоцитов. Для сравнения фенотипических различий между абдоминальными и подкожными преадипоцитами пекинской утки определяли способность к пролиферации и дифференцировке абдоминальных и подкожных преадипоцитов на разных стадиях. Результаты анализа пролиферации клеток CCK8 показали, что скорость пролиферации абдоминальных преадипоцитов была выше, чем подкожных преадипоцитов в 96 ч, а количество живых клеток в группе абдоминальных преадипоцитов было значительно выше, чем количество подкожных преадипоцитов через 144 ч, 192 ч и 240 ч ( P <0,05) (рис. 1А). Эти результаты показывают, что способность к пролиферации абдоминальных преадипоцитов была значительно выше, чем у подкожных преадипоцитов. Анализ активности GPDH показал, что активность GPDH подкожных преадипоцитов была значительно выше, чем активность абдоминальных преадипоцитов в 0 ч и 48 ч ( P <0,05) (рис. 1B). Между тем, относительное содержание липидных капель в подкожных и абдоминальных преадипоцитах в разные моменты времени после индукции показало, что содержание липидных капель в подкожных преадипоцитах было выше, чем в абдоминальных преадипоцитах на каждой стадии, и разница была значимой через 48 и 72 часа (9).0159 P <0,05) (рис. 1С). Эти результаты показывают, что способность к дифференцировке подкожных преадипоцитов выше, чем у абдоминальных преадипоцитов.
Рисунок 1. Скорость пролиферации, активность GPDH и накопление внутриклеточных капель липидов в абдоминальном и подкожном жире уток, культивируемых в среде для дифференцировки (индукция). (A) Относительная количественная оценка скорости пролиферации клеток в течение 24–240 ч после индукции. (Б) Анализ активности GPDH через 0, 48 и 96 часов после индукции. (C) Относительная количественная оценка накопления липидных капель в течение 240 часов после индукции. Линейный график представляет SD среднего ( n = 3). *Указывает на наличие статистически значимой разницы между абдоминальными и подкожными преадипоцитами в одно и то же время ( P <0,05). Статистические данные подкожных преадипоцитов на панелях (B,C) были процитированы Wang et al. (2019).
Получение изоформ транскриптов в жировой ткани утки
Для разработки полного каталога изоформ транскриптов были созданы фракционированные по размеру библиотеки (1–10 т. п.н. и 4–10 т.п.н.). При объединении двух библиотек было получено в общей сложности 41,78 ГБ необработанных данных, из которых необработанные данные абдоминального и подкожного жира составляли 20,89 ГБ. Для данных секвенирования после фильтрации и контроля качества количество циркулирующих консенсусных последовательностей (CCS) абдоминальной и подкожной жировой ткани составило 240,09.4 и 184 457, со средней длиной 3 858 п.н. и 3 692 п.н. Как и ожидалось, средняя длина этих ROI (прочтений и вставок) соответствовала выбранному размеру библиотеки. В исследовании мы классифицировали ROI и получили полноразмерные нехимерные транскрипты и неполноразмерные нехимерные транскрипты. Было получено 143 931 (59,95%) и 111 337 (60,36%) полноразмерных нехимерных транскриптов абдоминальной и подкожной жировой клетчатки соответственно (табл. 1). Полноразмерные нехимерные транскрипты абдоминального и подкожного жира были объединены и подвергнуты кластеризации, и 89Было получено 289 полноразмерных неизбыточных последовательностей со средней длиной 3985 п. н. (рис. 2). Все полноразмерные неизбыточные последовательности использовались для последующего анализа (дополнительная фигура S9).
Таблица 1. Полная информация о расшифровке данных.
Рисунок 2. Распределение длины полноразмерного неизбыточного транскрипта.
Идентификация сложных изоформ факторов транскрипции и длинных некодирующих РНК
Аннотация факторов транскрипции кряквы в базе данных AnimalTFDB3.0 содержит 865 аннотированных факторов транскрипции из 71 семейства. 4544 полноразмерных неизбыточных транскрипта в нашем исследовании были аннотированы 527 факторами транскрипции, которые принадлежат к 64 семействам генов (дополнительная таблица S1). У большинства эукариот длинные некодирующие РНК (днРНК) играют важную роль в регуляции экспрессии генов, кодирующих белок. В ходе исследования мы оценили кодирующий потенциал транскриптов и получили 35 134 потенциальных днРНК. Затем мы отфильтровали транскрипты, которые имеют высокое сходство с известными последовательностями белков. Наконец, 19Было получено 212 днРНК с высокой степенью достоверности. Длина большинства днРНК составляла 4000–6500 п.н. (рис. 3А), при средней длине 4469 п.н., что значительно больше, чем известная длина днРНК (1284 п.н.). Поскольку lncRNAs участвуют во множестве клеточных процессов, разнообразие и различия в экспрессии (Fig. 3B) lncRNAs отражают сложность регуляторных процессов в жировой ткани.
Рис. 3. (A) Распределение длины и полноразмерные транскрипты днРНК в абдоминальной и подкожной жировой клетчатке. (B) Количество DET днРНК в абдоминальной жировой и подкожной клетчатке в каждый момент времени.
Структурная аннотация
В этом исследовании количество мультиэкзонных транскриптов было секвенировано с использованием PacBio Iso-Seq. На уровне изоформ было 29 320 транскриптов из 18 490 моделей генов диких уток. При сравнении с эталонной аннотацией диких уток было идентифицировано 62 469 полноразмерных неизбыточных транскриптов из 11 834 моделей генов пекинской утки. Мы обнаружили, что 71,15% генов в исходной аннотации были определены одной изоформой транскрипта. После анализа данных Iso-Seq только 42,21% генов определяются только одним транскриптом. Процент моделей генов с не менее чем тремя изоформами в полноразмерных неизбыточных транскриптах был выше, чем в эталонных транскриптах (42,52% против 12,83%). В среднем на каждый ген приходится 5,28 транскриптов по сравнению с 1,59.стенограммы в справочных примечаниях (рис. 4A). Кроме того, в исследовании были аннотированы полноразмерные неповторяющиеся последовательности. Различные баллы в результатах аннотации соответствуют согласованности с известными эталонными стенограммами (рис. 4B). Последовательности со степенью соответствия < 2 были плохими совпадениями, составляя 35,35%, в то время как последовательности с потенциальным альтернативным сплайсингом (оценка ≥ 2) составляли 64,66%. Эти результаты показывают, что полноразмерные неизбыточные транскрипты могут предсказывать новые транскрипты на основе известных транскриптов. Различия экзонов в количестве и структуре транскриптов показывают, что АС значительно увеличивает сложность транскриптома у пекинских уток.
Рисунок 4. (A) Количественное распределение эталонного генома кряквы и полноразмерных неизбыточных транскриптов. (B) Пропорциональное распределение структурных аннотаций полных транскриптов. (Оценка = 0, изоформа перекрывает ген, но конгруэнтность экзонов незначительна или отсутствует; Оценка = 1, Некоторые экзоны перекрываются, перекрытия 1 к 1 там, где они существуют; Оценка = 2, Лучшее совпадение среди всех транскриптов с оценкой 1; Оценка = 3, Экзоны совпадают один к одному, но размеры внутренних экзонов не совпадают; Оценка = 4, Аналогично 5, но размеры переднего и заднего края различаются на большую величину, чем транскрипция с оценкой 5, обнаруженная для этого гена; Оценка = 5, экзоны Iso-Seq соответствуют экзонам аннотации один к одному. Размеры совпадают, за исключением переднего и заднего краев).
Идентификация событий альтернативного сплайсинга на основе генома кряквы
Альтернативный сплайсинг может увеличить разнообразие белков за счет изменения структуры белка. В полноразмерных неизбыточных последовательностях было идентифицировано 74 571 событие AS из 4046 моделей генов (рис. 5 и таблица 2). 3′- и 5′-АС (А3/А5) были основными событиями АС, на которые приходилось 66,59%. Остальные события АС включали RI (11,80%), SE (5,89%), AF (8,87%), Al (4,51%) и MX (2,33%). События A3, A5, IR и SE AS обычны в генах. Большинство генов имеют только один тип АС, в то время как только 71 ген имеет каждый тип. Мы обнаружили, что события АС коррелируют с количеством экзонов. С увеличением количества экзонов AS увеличивает разнообразие и сложность транскриптов брюшной и подкожной жировой ткани у пекинской утки.
Рис. 5. Распределение событий альтернативного сплайсинга абдоминальной и подкожной жировой клетчатки.
Таблица 2. Количество событий альтернативного сплайсинга (AS).
Функциональная аннотация изоформ транскриптов
Чтобы получить аннотацию полноразмерных транскриптов, мы аннотировали полноразмерные транскрипты абдоминального и подкожного жира пекинской утки по базам данных NT, Swiss-Prot и KOG для дальнейшего изучения функция гена (рисунок 6, дополнительная таблица S2 и дополнительные рисунки S1, S2). В базах данных NT, Swiss-Prot и KOG не менее 88 388 (98,99%) транскрипты были аннотированы из 89 289 полноразмерных транскриптов. Результаты показали, что 88 349 (98,94%) транскриптов были аннотированы в базе данных NT, а 58 149 (65,43%) транскриптов были аннотированы во всех базах данных. Приведенные выше результаты показывают надежность и точность полных стенограмм. Все гены, соответствующие полноразмерным транскриптам, были подвергнуты функциональной аннотации, около 9495 генов были аннотированы GO и KEGG. В базах данных GO и KEGG большинство генных символов абдоминальной и подкожной жировой клетчатки были представлены связыванием белков (671), нуклеоплазмой (379) и убиквитинирование белка (42) в категории «Молекулярная функция», категории «Клеточный компонент» и категории «Биологический процесс», анализ аннотаций KEGG показал, что большинство генов были обогащены «метаболическим» путем (72).
Рисунок 6. Распределение номеров функциональных примечаний полноразмерных неизбыточных транскриптов абдоминального и подкожного жира в базах данных NT, KOG и Swiss-Prot.
Специфическая экспрессия изоформ в различных типах адипоцитов
В нашем исследовании было изучено 36 библиотек мРНК-Seq для изучения различий в уровнях экспрессии между абдоминальными и подкожными адипоцитами в шести временных точках. Мы идентифицировали 14054, 12226, 11995, 12854, 12255 и 18627 DET через -48 ч, 0 ч, 12 ч, 24 ч, 48 ч и 72 ч (рис. 7). Данные (дополнительная таблица S4) показывают, что могут быть различия в количестве и функции регуляторов транскрипции до и после дифференцировки, что отражает сложность режима регуляции в процессе отложения жира пекинской утки.
Рисунок 7. Гистограмма количества транскриптов различной экспрессии (DET) в разных тканях в разное время в абдоминальной и подкожной жировой клетчатке.
Открытие специфического фактора транскрипции во время развития жира
Многие факторы транскрипции играют жизненно важную роль в регуляторных путях преадипоцитов STAT3 является сигнальной трансдукцией и активатором транскрипции. Это решающий фактор для биологических функций эукариот, таких как эмбриональное развитие, иммунитет, кроветворение и миграция клеток (Liu et al., 2021). STAT3 регулирует VSTM2A (V-set и трансмембранный домен, содержащий 2A) (Al Dow et al., 2021) и JAK (янускиназа) (Zhang et al., 2011) в преадипоцитах и способствует развитию белой жировой ткани. Согласно результатам событий AS и аннотации полноразмерных транскриптов в исследовании, STAT3 имеет 17 изоформ и 4 события альтернативного сплайсинга, включая A5, A3, AF и RI (рис. 8). Длина и количество экзонов различаются в разных транскриптах. Эти транскрипты содержат от 5 до 26 экзонов, а транскрипт с наибольшим числом экзонов имеет на два экзона больше, чем STAT3 в эталонном геноме. Количество STAT3 улучшало богатство транскрипта AS. Например, STAT3-12 содержит 24 экзона и 4 типа AS. Основными событиями AS STAT3 являются A3 и A5, которые включают трансактивированный домен и тандемный донор, отражающий разнообразие структуры транскриптов.
Рис. 8. Структурная схема транскриптов гена STAT.
Суммарные транскрипты STAT3 демонстрируют различные паттерны экспрессии во время дифференцировки (рис. 9, 10). STAT3-2, STAT3-3 и STAT3-13 имеют низкий уровень экспрессии генов, а STAT3-1 абдоминальных и подкожных адипоцитов экспрессируются на значительно более высоком уровне, чем любые второстепенные транскрипты STAT3 на всех стадиях. STAT3-1 имеет на 3′ экзон больше, чем SATA3 в эталонном геноме. На ранней стадии дифференцировки (12 ч, 24 ч и 48 ч) уровень экспрессии STAT3-1 в подкожных адипоцитах был значительно выше, чем в абдоминальных адипоцитах (9).0159 P < 0,05). STAT3-10, STAT3-15, STAT3-16 и STAT3-17 имеют значительные различия во время дифференцировки преадипоцитов ( P <0,05). В абдоминальных и подкожных адипоцитах экспрессия STAT3-4, STAT3-8, STAT3-10, STAT3-12, STAT3-16 и STAT3-17 достоверно различалась на нескольких последовательных стадиях (90–159 P 90–160 < 0,05). Эти результаты отражают, что различия в экспрессии транскриптов приводят к сложности экспрессии генов в разных тканях, что является потенциальным фактором, вызывающим функциональную сложность разных тканей. В нашем исследовании проанализированы профили экспрессии других факторов транскрипции, таких как PPARγ (дополнительные рисунки S3, S4), BCL6 (дополнительные рисунки S5, S6) и GATA2 (дополнительные рисунки S7, S8). Результаты показывают, что различия в обилии транскриптов могут быть в основном связаны со сплайсингом.
Рис. 9. Уровень экспрессии новых транскриптов гена STAT в разные моменты времени дифференцировки. Статистическое изменение определяли по критерию Стьюдента (двусторонний), * P < 0,05; ** Р < 0,01; *** Р < 0,001; **** P < 0,0001 в виде жира.
Рис. 10. Тепловая карта экспрессии транскриптов гена STAT.
Анализы RT-qPCR для проверки изоформ
В текущем исследовании три образца абдоминальных и подкожных преадипоцитов из 0 ч были случайным образом отобраны для RT-qPCR для проверки некоторых ключевых генов, участвующих в пролиферации и дифференцировке преадипоцитов. Включая PPARD (Дельта-рецептор, активируемый пролифератором пероксисом), SMAD3 (член семейства SMAD 3), STAT3, FHL2 (четыре с половиной домена LIM 2) и SLC16A2 (член 2 семейства 16 носителей растворенного вещества) (фиг. 11). Мы выбираем два транскрипта с самой высокой экспрессией (транскрипт 1) и более низкой экспрессией (транскрипт 2) для каждого гена. Паттерны экспрессии этих транскриптов в значительной степени соответствовали результатам mRNA-Seq. Результаты показали, что факторы транскрипции обычно имеют явный доминантный транскрипт экспрессии в адипоцитах, которые могут в основном выполнять генные функции.
Рисунок 11. Относительная экспрессия RT-qPCR. (A) Экспрессия различных транскриптов подкожной жировой клетчатки. (B) Экспрессия различных транскриптов абдоминального жира, * P < 0,05.
Обсуждение
Утка — важная промысловая водоплавающая птица, а также модельное животное для отложения жира и исследований иммунитета (Li and Lu, 2011; Zheng et al., 2014). Хотя последовательность генома утки была опубликована, ее информация о геноме и транскриптоме все еще нуждается в дальнейшем изучении. В настоящее время сообщалось об исследованиях, связанных с транскриптомом, на утках. Ван и др. (2019) проанализировали динамическую транскриптомную информацию о пролиферации и дифференцировке подкожных преадипоцитов, Qiu et al. (2018) и Сюй и др. (2019) обсудили взаимосвязь между экспрессией генов и распределением жира. Эти результаты закладывают основу для понимания синтеза и отложения утиного жира. В этих исследованиях обращали внимание только на изменения экспрессии транскриптов, но не сообщали об упомянутом выше альтернативном сплайсинге и SNP. Инь и др. (2019) опубликовали полную информацию о транскриптах грудной мышцы, сердца, матки, яичников, семенников, гипоталамуса, гипофиза и 13-дневных эмбрионов пекинской утки, а также определили днРНК и события AS, которые улучшили аннотации генома. и информативной основе с функциональной геномикой других птиц. Недостатком этого исследования является то, что в нем отсутствует информация о полноразмерных транскриптах жировой ткани, что затрудняет точный анализ функции генов, связанных с адипогенезом пекинской утки. В нашем исследовании анализ Iso-seq был выполнен на абдоминальных и подкожных адипоцитах пекинской утки, 62 469полноразмерные транскрипты были идентифицированы из 11 834 моделей генов, факторов транскрипции, днРНК и событий альтернативного сплайсинга, чтобы облегчить функциональную геномику в жировой ткани пекинской утки. Количество идентифицированных факторов транскрипции было меньше, чем общее количество факторов транскрипции диких уток, что могло быть связано с тем, что некоторые транскрипты не могли быть обнаружены из-за специфичности экспрессии жировой ткани (Rodriguez et al., 2020).
Изучение функциональных различий требует точных аннотаций транскриптов. Альтернативный сплайсинг увеличивает богатство транскриптов, что имеет большое значение для исследований функциональной геномики. В этом исследовании было идентифицировано 74 571 событие АС из 4046 моделей генов. A5 и A3, включающие 2283 и 2064 гена, имели самое высокое соотношение событий альтернативного сплайсинга. Сюй и др. (2016) использовали секвенирование нового поколения для анализа АС грудной мышцы и подкожной жировой клетчатки. Их результаты показали, что А5 и А3 были основными событиями АС, что согласуется с результатами нашего исследования. Но результаты этого исследования отличаются от Yin et al. (2019). Их основными типами AS являются RI и SE. Результаты этого исследования и Yin et al. (2019) отражают различия типов АС между жировой тканью и другими тканями. АС увеличивает сложность и разнообразие транскриптов, что может лежать в основе наследования и регуляции тканей и органов, выполняющих разные функции. События AS, выявленные в этом исследовании, дают ключи для последующих исследований, таких как тканеспецифическая экспрессия, различие в функционировании гомологичных генов в разных тканях и т.д.
Факторы транскрипции играют важную регулирующую роль в процессе адипогенеза. В качестве важного фактора транскрипции STAT3 может активироваться под действием IL-11 (интерлейкин-11), чтобы способствовать пролиферации и миграции жировых мезенхимальных стволовых клеток мыши (Yang et al., 2020), и может оказывать синергетическое действие с HMGA2 ( High Mobility Group AT-Hook 2) для стимуляции процесса адипогенеза у мышей (Yuan et al., 2017). У человека STAT3 может активировать экспрессию CD36 (молекула CD36) и способствовать дифференцировке преадипоцитов и отложению липидов (Rozovski et al. , 2018; Su et al., 2020). У домашней птицы сигнальный путь JAK-STAT регулирует пролиферацию и апоптоз куриных хондроцитов (Chen et al., 2021) и развитие эмбриона (Zhang et al., 2017), а STAT3 влияет на ангиогенез хориоаллантоисной мембраны у куриных эмбрионов путем опосредование пути VEGF/NO (сосудистый эндотелиальный фактор роста/оксид азота) (Su et al., 2012). STAT3 кодирует разные транскрипты (Qi and Yang, 2014), и было обнаружено, что STAT3α2, генерируемый пропуском экзона, может играть важную роль в передаче сигнала STAT3 у белого амура, что согласуется с функцией STAT3α1 (Du L. et al. , 2017). В нашем исследовании STAT3-1 был основным транскриптом экспрессии, который был получен путем альтернативного сплайсинга A3 и A5. Исследования показали, что STAT3 может влиять на дифференцировку преадипоцитов, регулируя активность промотора PPARγ и регулируя процесс адипогенеза (Su et al., 2020). Конкретная функция STAT3-1 нуждается в дальнейшем подтверждении. Например, три экзона на 3′-концах STAT3 эталонного генома принадлежат азот-концевому домену, влияющему на взаимодействие с белками (Schwalie et al. , 2018). По сравнению с эталонным геномом на 3′-концах STAT3 в полноразмерных транскриптах имеется дополнительный экзон, который может влиять на аффинность связывания с генами-мишенями. Экспрессия STAT3-1 в подкожной клетчатке пекинской утки через 12, 24 и 48 часов была выше, чем в абдоминальном жире (9).0159 P < 0,05), что может быть одним из факторов, влияющих на дифференцировочную способность подкожных преадипоцитов по сравнению с абдоминальными. Следовательно, в этом исследовании A3 STAT3-1 был потенциальным ключевым событием AS в регуляции дифференцировки преадипоцитов. Факторы транскрипции могут регулировать связывание других генов, стимулировать или ингибировать дифференцировку преадипоцитов, но эффективность связывания разных транскриптов одного и того же гена также различна. Альтернативная сплайс-форма играет ключевую роль в процессе регуляции генов, генерируя различные транскрипты. Дальнейшие исследования могут быть проведены с помощью экспериментов по нокдауну, нокауту и сверхэкспрессии для изучения специфических функций различных транскриптов в адипогенезе.
Предыдущие исследования показали, что абдоминальный и подкожный жиры имеют разные транскрипционные характеристики (Burl et al., 2018; Schwalie et al., 2018; Merrick et al., 2019). Процесс адипогенеза характеризуется изменением морфологии клеток (Sebo, Rodeheffer, 2019). Форма клеток меняется от плоской к округлой с липидными каплями, богатыми триацилглицерином. Необходимы материальные и энергетические потребности для реорганизации цитоскелета и накопления липидов (Del et al., 2019).; Кальво и Искьердо, 2021 г .; Чжан и др., 2021). Цитоскелет состоит из белковых волокон, что согласуется с процессом связывания белков в нашем исследовании аннотаций функций. Подкожный и абдоминальный жиры опосредуют синтез жира и иммунную регуляцию, такие как фиброз, отложение липидов, ангиогенез и воспаление (Caputo et al., 2021). Вышеуказанные процессы тесно связаны с метаболизмом, что согласуется с результатами нашего исследования по аннотации KEGG.
Таким образом, Iso-seq и RNA-Seq провели глобальный анализ процесса дифференцировки абдоминальных и подкожных преадипоцитов пекинской утки. В этом исследовании были представлены полноразмерные транскрипты, события AS, lncRNAs и факторы транскрипции, проанализированы уровни экспрессии на разных стадиях дифференцировки преадипоцитов и первоначально изучена регуляция AS брюшной и подкожной жировой ткани у пекинской утки. Эти результаты определенно предоставляют ценную информацию об альтернативном сплайсинге, экспрессии генов и регуляции жировой ткани у пекинской утки. Кроме того, полученная информация будет способствовать будущим исследованиям функциональной геномики.
Заявление о доступности данных
Наборы данных, представленные в этом исследовании, можно найти в онлайн-репозиториях. Названия репозитория/репозиториев и номера доступа можно найти ниже: NCBI BioProject PRJNA723918/SRX4646736.
Заявление об этике
Исследование на животных было рассмотрено и одобрено Комитетом Китайского сельскохозяйственного университета.
Вклад авторов
ZH задумал и разработал план эксперимента. DS и XL собрали образцы и данные измерений. DS и ZY участвовали в биоинформатическом анализе. DS, XL, ZY и ZH разработали и отредактировали эту рукопись. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Финансирование
Эта работа была поддержана целевым фондом для Системы исследований технологий современной промышленности (CARS-42-9), Города ведущих технологий современной сельскохозяйственной науки и техники (Z181100002418008), Проекта будущего функционального питания CAU (SJ2021002003) ) и Национальный фонд естественных наук Китая (31972525), присужденный ZH.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Примечание издателя
Все утверждения, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций или издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.
Благодарности
Мы благодарим Beijing Golden Star Inc. за предоставление пекинских уток. Мы благодарим Wang Zheng за предоставление данных об активности GAPDH и накоплении липидных капель в подкожно-жировой клетчатке.
Дополнительный материал
Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2021.767739/full#supplementary-material
Сокращения
Iso-Seq, секвенирование изоформ; AS — альтернативный сплайсинг; PacBio, Pacific Biosciences; ТФ – факторы транскрипции; lncRNAs, длинные некодирующие РНК; GPDH, глицерол-3-фосфатдегидрогеназа; KEGG, Киотская энциклопедия генов и геномов; A3, альтернативный 3′-сайт сплайсинга; A5, альтернативный 5′-сайт сплайсинга; AF, альтернативный первый экзон; AL, альтернативный последний экзон, MX, взаимоисключающий экзон; RI, удержание интрона; SE, пропуск экзона; PPARγ, рецептор, активируемый пролиферативной активностью пероксисом, гамма; STAT3, преобразователь сигнала и активатор транскрипции 3. 9 www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast
Ссылки
Al Dow, M., Silveira, M.A.D., Poliquin, A., Tribouillard, L., Fournier, E., Trebaol, E., et al. (2021). Контроль адипогенной фиксации по оси STAT3-VSTM2A. утра. J. Physiol.-Endocrinol. Метаб. 320, Е259–Е269. doi: 10.1152/ajpendo.00314.2020
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Амбеле, Массачусетс, Дханрадж, П., Джайлз, Р. и Пеппер, М.С. (2020). Адипогенез: сложное взаимодействие множества молекулярных детерминант и путей. Междунар. Дж. Мол. науч. 21:4283. doi: 10.3390/ijms21124283
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Берл, Р. Б., Рамсейер, В. Д., Рондини, Э. А., Пике-Реги, Р., Ли, Ю. Х., и Граннеман, Дж. Г. (2018). Деконструкция адипогенеза, вызванного активацией бета3-адренергических рецепторов, с профилированием экспрессии одиночных клеток. Клеточный метаб. 28, 300–309. doi: 10. 1016/j.cmet.2018.05.025
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
Кальво, В., и Искьердо, М. (2021). Роль реорганизации актинового цитоскелета в поляризованном секреторном трафике в иммунологическом синапсе. Фронт. Сотовый Дев. биол. 9:629097. doi: 10.3389/fcell.2021.629097
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Caputo, T., Tran, V.D.T., Bararpour, N., Winkler, C., Aguileta, G., Trang, K.B., et al. (2021). Антиадипогенные сигналы в начале связанного с ожирением воспаления в белой жировой ткани. Сотовый. Мол. Жизнь наук. 78, 227–247. doi: 10.1007/s00018-020-03485-z
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Чао Ю., Юань Дж., Ли С., Цзя С., Хань Л. и Сюй Л. (2018). Анализ транскриптов и изоформ сплайсинга красного клевера (Trifolium pratense L.) с помощью одномолекулярного секвенирования с длительным считыванием. BMC Растение Биол. 18:300. doi: 10.1186/s12870-018-1534-8
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Чен С., Джахеджо А. Р., Наби Ф., Ахмед С., Чжао Дж., Ю Дж. и др. (2021). Янус-киназа / преобразователь сигнала и активатор генов STAT3, SOCS3, связанных с сигнальным путем транскрипции, и их роль в курах с дисхондроплазией большеберцовой кости, индуцированной тирамом. Рез. Вет. науч. 136, 25–31. doi: 10.1016/j.rvsc.2021.01.024
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Дел, К.У., Норкетт, Р., и Гельфанд, В.И. (2019). Нетрадиционные роли митотического аппарата цитоскелета в развитии нервной системы. Trends Cell Biol. 29, 901–911. doi: 10.1016/j.tcb.2019.08.006
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Дин Ф., Пан З., Коу Дж., Ли Л., Ся Л., Ху С. и др. (2012). Липогенез De novo в печени и жировой ткани уток на ранних стадиях роста после вылупления. Комп. Биохим. Физиол. Б Биохим. Мол. биол. 163, 154–160. doi: 10.1016/j.cbpb.2012.05.014
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Du, H., Yu, Y., Ma, Y., Gao, Q., Cao, Y., Chen, Z., et al. (2017). Секвенирование и сборка de novo почти полного генома риса индики. Нац. коммун. 8:15324. doi: 10.1038/ncomms15324
Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Ду Л., Чжоу Х., Цинь Л., Вэй Х., Чжан А., Ян К. и др. (2017). Идентификация и функциональная оценка двух вариантов STAT3 у белого амура: влияние на существование специфического альтернативного сплайсинга гена STAT3 у костистых рыб. Дев. Комп. Иммунол. 76, 326–333. doi: 10.1016/j.dci.2017.07.008
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Фармер, С. Р. (2006). Транскрипционный контроль образования адипоцитов. Клеточный метаб. 4, 263–273. doi: 10.1016/j.cmet.2006.07.001
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Гордон С. П., Ценг Э., Саламов А., Чжан Дж., Мэн X., Чжао З. и др. (2015). Широко распространенные полицистронные транскрипты у грибов, обнаруженные с помощью секвенирования мРНК с одной молекулой. PLoS One 10:e132628. doi: 10.1371/journal.pone.0132628
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Го Л., Лу Ю., Ли П., Чен Л., Гоу В. и Чжан К. (2021). Влияние отложенного сбора урожая и добавок на качество ферментации и бактериальное сообщество силоса из стеблей кукурузы. Фронт. микробиол. 12:687481. doi: 10.3389/fmicb.2021.687481
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Ху Т., Читнис Н., Монос Д. и Дин А. (2021). Технологии секвенирования следующего поколения: обзор. Гул. Иммунол. 82, 801–811. doi: 10.1016/j.humimm.2021.02.012
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Канг, С. В., Мадкур, М., и Куэнзел, В. Дж. (2017). Тканеспецифическая экспрессия ДНК-метилтрансфераз, участвующих в пищевом стрессе в раннем возрасте у цыплят, gallus gallus. Фронт. Жене. 8:204. doi: 10.3389/fgene.2017.00204
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Kou, J., Wang, W. X., Liu, H. H., Pan, Z. X., He, T., Hu, J. W., et al. (2012). Сравнение и особенности формирования различных жировых тканей у уток в период раннего роста. Науки о птицеводстве. 91, 2588–2597. doi: 10.3382/ps.2012-02273
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Крафт Ф. и Курт И. (2020). Секвенирование с длительным чтением для понимания биологии генома и функции клеток. Междунар. Дж. Биохим. Сотовый B 126:105799. doi: 10.1016/j.biocel.2020.105799
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Ли Дж., Шмидт Х., Лай Б. и Ге К. (2019). Транскрипционная и эпигеномная регуляция адипогенеза. Мол. Клетка. биол. 39, е601–е618. doi: 10.1128/MCB.00601-18
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Ли Г. и Лу Л. (2011). Структурная гомология основных генов, связанных с иммунитетом, между уткой и курицей: влияние на дифференциальную устойчивость птиц к вирусу гриппа. Браз. J. Poultry Sci. 13, 1–8.
Google Scholar
Ли В. и Годзик А. (2006). Cd-hit: быстрая программа для кластеризации и сравнения больших наборов последовательностей белков или нуклеотидов. Биоинформатика 22, 1658–1659. doi: 10.1093/bioinformatics/btl158
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Линь Ф. Б., Чжу Ф., Хао Дж. П., Ян Ф. К. и Хоу З. К. (2018). In vivo Прогнозирование упитанности тушки с использованием измерения живого тела пекинских уток. Poult Sci. 97, 2365–2371. doi: 10.3382/ps/pey079
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Лю Ю., Ляо С., Беннетт С., Танг Х., Сонг Д., Вуд Д. и др. (2021). STAT3 и его нацеливающие ингибиторы при остеосаркоме. Пролиферация клеток. 54:e12974. doi: 10.1111/cpr.12974
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Мадкур М., Абеленин М. М., Абоелазаб О., Элолимы А. А., Эль-Азим Н. А., Эль-Холи М. С. и др. (2021). Реакция печени на экспрессию ДНК-метилтрансфераз, белков теплового шока, антиоксидантных ферментов и НАДФН 4 на температурное кондиционирование в раннем возрасте у цыплят-бройлеров. ит. Дж. Аним. науч. 20, 433–446. doi: 10.1080/1828051X.2021.18
CrossRef Full Text | Google Scholar
Мацубара Ю., Сато К., Исии Х. и Акиба Ю. (2005). Изменения в экспрессии мРНК регуляторных факторов, участвующих в дифференцировке адипоцитов, во время индуцированного жирными кислотами адипогенеза у кур. Комп. Биохим. физ. А. 141, 108–115. doi: 10.1016/j.cbpb.2005.04.013
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Маццокка М., Фийо Т., Лоффреда А., Гнани Д. и Мацца Д. (2021). Игла и стог сена: отслеживание одной молекулы для исследования поиска фактора транскрипции у эукариот. Биохим. соц. Транс. 49, 1121–1132. doi: 10.1042/BST20200709
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
МакГиннис, С., и Мэдден, Т.Л. (2004). BLAST: ядро мощного и разнообразного набора инструментов для анализа последовательности. Рез. нуклеиновых кислот. 322, W20–W25. doi: 10.1093/nar/gkh535
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Меррик Д., Сакерс А., Иргебай З., Окада К., Калверт К., Морли М. П. и др. (2019). Идентификация иерархии мезенхимальных клеток-предшественников в жировой ткани. Наука 364:eaav2501. doi: 10.1126/science.aav2501
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
NCBI (2019). КАУ. Доступно в Интернете по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCA_008746955.1 2019 г. (по состоянию на 5 января 2020 г.).
Google Scholar
Пертеа М., Ким Д., Пертеа Г. М., Лик Дж. Т. и Зальцберг С. Л. (2016). Анализ экспрессии на уровне транскрипта в экспериментах RNA-seq с HISAT, StringTie и Ballgown. Нац. протокол 11, 1650–1667. doi: 10.1038/nprot.2016.095
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Ци, К., и Ян, З. (2014). Регуляция и функция преобразователя сигнала и активатора транскрипции 3. World J. Biol. хим. 5, 231–239. doi: 10.4331/wjbc.v5.i2.231
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Qiu, J., Wang, W., Hu, S., Wang, Y., Sun, W., Hu, J., et al. (2018). Молекулярное клонирование, характеристика и анализ экспрессии C/EBP альфа, бета и дельта в связанных с жировой тканью тканях и адипоцитах утки ( Anas platyrhynchos ). Комп. Биохим. физ. Б. 221, 29–43. doi: 10.1016/j.cbpb.2018.04.004
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Ramirezzacarias, JL, Castromunozledo, F., and Kuriharcuch, W. (1992). Количественное определение жировой конверсии и триглицеридов путем окрашивания внутрицитоплазматических липидов масляным красителем. Гистохимия 97, 493–497. doi: 10.1007/BF00316069
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
Родригес, Дж. М., Посо, Ф., ди Доменико, Т., Васкес, Дж., и Тресс, М. Л. (2020). Анализ тканеспецифического альтернативного сплайсинга на белковом уровне. Вычисление PLoS. биол. 16:e1008287. doi: 10.1371/journal.pcbi.1008287
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Розовски У., Харрис Д. М., Ли П., Лю З., Джейн П., Феррайоли А. и др. (2018). STAT3-активированный CD36 способствует поглощению жирных кислот клетками хронического лимфоцитарного лейкоза. Онкотаргет 9, 21268–21280. doi: 10.18632/oncotarget.25066
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Швали П. К., Донг Х., Захара М., Рассел Дж., Альперн Д., Акчиче Н. и др. (2018). Популяция стромальных клеток, ингибирующая адипогенез в жировых отложениях млекопитающих. Природа 559, 103–108. doi: 10.1038/s41586-018-0226-8
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Себо, З. Л., и Родехеффер, М. С. (2019 г.). Сборка жирового органа: сегрегация линии адипоцитов и адипогенез in vivo . Разработка 146:dev172098. doi: 10.1242/dev.172098
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Шан З., Го Л., Ван Н., Ши Х., Ван Ю. и Ли Х. (2014). Олеат способствует дифференцировке первичных преадипоцитов курицы in vitro . Бионауч. Респ. 34, 51–57. doi: 10.1042/BSR20130120
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
Сонг Х., Ван Л., Чен Д. и Ли Ф. (2020). Функция альтернативного сплайсинга пре-мРНК в сперматогенезе млекопитающих. Междунар. Дж. Биол. науч. 16, 38–48. doi: 10.7150/ijbs.34422
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Скилларо Т., Пелузо Г., Галдеризи У. и Ди Бернардо Г. (2020). Длинные некодирующие РНК в регуляции адипогенеза и функции жировой ткани. eLife 9:e59053. doi: 10.7554/eLife.59053
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
Su, L., Rao, K., Guo, F., Li, X., Ahmed, A.A., Ni, Y., et al. (2012). Введение лептина in ovo ингибирует ангиогенез хориоаллантоисных мембран у куриных эмбрионов через STAT3-опосредованный фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). Дом. Аним. Эндокрин. 43, 26–36. doi: 10.1016/j.domaniend.2012.01.007
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Су Т., Хуан К., Ян К., Цзян Т., Су Дж., Чен М. и др. (2020). Апигенин ингибирует сигнальную ось STAT3/CD36 и уменьшает висцеральное ожирение. Фармакол. Рез. 152:104586. doi: 10.1016/j.phrs.2019.104586
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Trincado, J.L., Entizne, J.C., Hysenaj, G., Singh, B., Skalic, M., Elliott, D.J., et al. (2018). SUPPA2: быстрый, точный и учитывающий неопределенность дифференциальный анализ сплайсинга в различных условиях. Геном Биол. 19:40. doi: 10.1186/s13059-018-1417-1
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Троски Р., Джафрани Ю., Мерсер Т. Р., Юинг А. Д., Фолкнер Г. Дж. и Читам С. В. (2021). Секвенирование кДНК с длительным считыванием идентифицирует функциональные псевдогены в транскриптоме человека. Геном Биол. 22:146. doi: 10.1186/s13059-021-02369-0
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Ван Т., Ван Х., Цай Д., Гао Ю., Чжан Х., Ван Ю. и др. (2017). Всестороннее профилирование связанного с корневищем альтернативного сплайсинга и альтернативного полиаденилирования у мозобамбука (Phyllostachys edulis). Завод J. 91, 684–699. doi: 10.1111/tpj.13597
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Wang, Z., Yin, Z.T., Zhang, F., Li, X.Q., Chen, S. R., Yang, N., et al. (2019). Динамика изменений транскриптома при дифференцировке подкожных преадипоцитов уток. BMC Genomics 20:688. doi: 10.1186/s12864-019-6055-9
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Ву, Т. Д., и Ватанабе, С. К. (2005). GMAP: программа геномного картирования и выравнивания последовательностей мРНК и EST. Биоинформатика 21, 1859–1875. doi: 10.1093/bioinformatics/bti310
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
Сюй Б., Мэн Ю. и Джин Ю. (2021). Структуры РНК при альтернативном сплайсинге и обратном сплайсинге. Wiley Interdiscip Rev. RNA 12:e1626. doi: 10.1002/wrna.1626
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Сюй С., Чжэн Х., Лю Т., Сунь Ю., Цао Дж. и Пан Д. (2019). Отложение жира и связанная с ним экспрессия генов у пеганок разного возраста. Пищевая наука. 40, 36–41.
Google Scholar
Сюй Т. , Гу Л., Хоу С. и Е Б. (2016). Идентификация и анализ альтернативного сплайсинга в геноме утки с использованием данных секвенирования РНК. China Poultry 38, 10–16.
Google Scholar
Ян, В., Чжан, С., Оу, Т., Цзян, Х., Цзя, Д., Ци, З. и др. (2020). Интерлейкин-11 регулирует судьбу мезенхимальных стволовых клеток жирового происхождения через сигнальных путей STAT3. Пролиферация клеток. 53:e12771. doi: 10.1111/cpr.12771
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Инь З., Чжан Ф., Смит Дж., Куо Р. и Хоу З. К. (2019). Секвенирование полноразмерного транскриптома из нескольких тканей утки Anas platyrhynchos. науч. Данные 6:275. дои: 10.1038/s41597-019-0293-1
Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Юань Ю., Си Ю., Чен Дж., Чжу П., Канг Дж., Цзоу З. и др. (2017). STAT3 стимулирует пролиферацию адипогенных стволовых клеток и взаимодействует с HMGA2 на ранней стадии дифференцировки, способствуя адипогенезу. Биохим. Биофиз. Рез. коммун. 482, 1360–1366. doi: 10.1016/j.bbrc.2016.12.042
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Чжан К., Го В., Ян Ю. и Ву Дж. (2011). Путь JAK2/STAT3 участвует на ранней стадии адипогенеза посредством регуляции бета-транскрипции C/EBP. Дж. Сотовый. Биохим. 112, 488–497. doi: 10.1002/jcb.22936
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Zhang, K., Yang, X., Zhao, Q., Li, Z., Fu, F., Zhang, H., et al. (2020). Молекулярный механизм дифференцировки стволовых клеток в адипоциты и дифференцировка адипоцитов злокачественной опухоли. Стволовые клетки Int. 2020:8892300. doi: 10.1155/2020/8892300
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Zhang, N., Zhao, C., Zhang, X., Cui, X., Zhao, Y., Yang, J., et al. (2021). Семейство двух белков, специфичных для остановки роста: структура и функция. Пролиферация клеток. 54:e12934. doi: 10.1111/cpr.12934
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Zhang, Y., Zhang, L., Zuo, Q., Wang, Y., Zhang, Y., Xu, Q., et al. (2017). JAK-STAT сигнальная регуляция дифференцировки куриных эмбриональных стволовых клеток в мужские половые клетки. Клетка in vitro. Дев. Аним. 53, 728–743. doi: 10.1007/s11626-017-0167-9
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Чжэн А., Чанг В., Хоу С., Чжан С., Цай Х., Чен Г. и др. (2014). Выявление молекулярных механистических различий в метаболизме печени между нежирными и жирными линиями пекинской утки ( Anas platyrhynchos domestica): протеомное исследование. J. Протеомика 98, 271–288. doi: 10.1016/j.jprot.2013.12.021
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Чжоу Ю., Чжоу Б., Паче Л., Чанг М., Ходабахши А. Х., Танасейчук О. и др. (2019). Metascape предоставляет ориентированный на биологов ресурс для анализа наборов данных системного уровня. Нац. коммун. 10:1523. doi: 10.1038/s41467-019-09234-6
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
ISO 50001 Обучение ведущих аудиторов в области энергетики
Доступ (ADA)
Глобальный учебный центр Технологического института Джорджии и кампус Технологического института Джорджии в Саванне соответствуют требованиям Закона об американцах с ограниченными возможностями. Любой человек, которому требуется проживание для участия в любом курсе, предлагаемом GTPE, должен связаться с нами до начала курса.
Оценка
Курсы, являющиеся частью сертификационных программ, включают обязательную оценку. Критерии прохождения определяются инструктором и предоставляются учащимся в начале курса.
Посещаемость
CEU присуждаются участникам, которые посещают не менее 80% запланированного времени занятий.
Гражданство
Управление безопасности исследований и соблюдения нормативных требований Технологического института Джорджии требует сохранения информации о гражданстве для тех, кто участвует в большинстве курсов GTPE. Информация о гражданстве получается непосредственно от учащегося во время регистрации и хранится в Системе студентов Технологического института Джорджии.
Кодекс поведения
Учащиеся, зачисленные на любую из программ профессионального образования Технологического института Джорджии, считаются членами сообщества Технологического института Джорджии и должны соблюдать все правила и процедуры, установленные Институтом, включая Кодекс поведения учащихся и академическую честь Код.
Изменение и отмена курса
Полную информацию о правилах изменения и отмены курса см. в наших Условиях использования.
Сбор и хранение данных
Участники курсов GTPE должны заполнить онлайн-профиль, отвечающий требованиям безопасности Технологических исследований Джорджии. Собранная информация хранится в системе студентов Технологического института Джорджии. Следующие элементы данных считаются справочной информацией и собираются от каждого участника в рамках процесса регистрации и настройки профиля:
- Полное юридическое наименование
- Адрес электронной почты
- Адрес доставки
- Название компании
Эти данные не публикуются в онлайн-справочной системе Технологического института Джорджии и, следовательно, в настоящее время недоступны для широкой публики. Информация об учащемся используется только так, как описано в нашей Политике конфиденциальности. Данные GTPE не продаются и не предоставляются внешним организациям.
Конфиденциальные данные
Следующие элементы данных, если они находятся в студенческих системах Технологического института Джорджии, считаются конфиденциальной информацией и доступны только сотрудникам Технологического института Джорджии, которым это необходимо знать:
- Технический идентификатор Джорджии
- Дата рождения
- Гражданство
- Пол
- Этническая принадлежность
- Религиозные предпочтения
- Номера социального страхования
- Регистрационная информация
- Расписания занятий
- Записи о посещаемости
- Академическая история
В любое время вы можете отозвать свое согласие на получение маркетинговых электронных писем, а также запросить удаление ваших личных данных. Посетите нашу страницу GTPE EU GDPR для получения дополнительной информации.
Ненастная погода
Занятия и мероприятия, проводимые в Глобальном учебном центре Технологического института Джорджии в Атланте или кампусе Технологического института Джорджии в Саванне, могут быть закрыты или задержаны из-за ненастной погоды.
Глобальный учебный центр Технологического института Джорджии будет следовать указаниям главного кампуса Технологического института Джорджии в Атланте. Студенты, гости и преподаватели должны проверить домашнюю страницу Технологического института Джорджии , чтобы получить информацию о закрытии университетов или задержке открытия из-за ненастной погоды. Обратите внимание, что если кампус закрыт по каким-либо причинам, все классные занятия также отменяются.
Студенты, гости и преподаватели, посещающие занятия и мероприятия в Технологическом институте Джорджии, должны проверить домашнюю страницу Технологического института Джорджии, чтобы получить информацию о закрытии или задержке открытия из-за ненастной погоды.
Завершение программы
Сертификаты GTPE об окончании программы состоят из установленного количества обязательных и факультативных курсов, предлагаемых и пройденных в Технологическом институте Джорджии в течение последовательного шестилетнего периода. Исключения, такие как запросы на замену или зачет за предшествующее образование, могут быть запрошены через форму петиции. Исключения не могут быть гарантированы.
Возврат средств
Полную информацию о правилах возврата средств см. в наших Условиях использования.
Курение и табачные изделия
Технологический институт Джорджии — это кампус, свободный от табака и курения. Использование сигарет, сигар, трубок, всех форм бездымного табака и любых других курительных устройств, в которых используется табак, строго запрещено. На территории кампуса нет специально отведенных мест для курения.
Специальные скидки
Курсы, на которые распространяются специальные скидки, будут соответствующим образом отмечены на странице курса. В процессе оформления заказа можно ввести только один код купона, и его нельзя активировать после завершения оформления заказа. Если вы уже зарегистрировались и забыли использовать код купона, вы можете запросить соответствующий возврат средств. GTPE отменит любую транзакцию, в которой купон был использован не по назначению или не соответствовал требованиям. Если вы не уверены, можете ли вы использовать код купона, обратитесь к администратору курса.
В GTPE нет программы для пенсионеров. Тем не менее, Технологический институт Джорджии предлагает программу 62 лет и старше для жителей Джорджии в возрасте 62 лет и старше, которые заинтересованы в прохождении кредитных курсов. Эта программа не оплачивает некредитные курсы профессионального образования. Посетите страницу приема в бакалавриат Технологического института Джорджии, чтобы получить дополнительную информацию о программе бакалавриата, и страницу приема в аспирантуру Технологического института Джорджии, чтобы получить дополнительную информацию о программе магистратуры.
Как мне зарегистрировать свою группу?
Для регистрации вашей группы не существует специального процесса или формы. Все заинтересованные учащиеся должны создавать и управлять своими индивидуальными профилями, учетными записями и регистрациями.
- Заполните профиль GTPE.
- Купить курс.
- Добавьте курсы в корзину.*
- Применить код групповой скидки (если применимо).
- Укажите приемлемый способ оплаты для завершения заказа (кредитная карта, держатель кредитной карты третьего лица или один принятый платежный документ).
*Корзины будут активны в течение 14 дней, но места не удерживаются до завершения транзакции.
Как подать заявку на групповую скидку?
Курсы, предлагающие групповые скидки, будут отображать код скидки на странице курса. Ваши сотрудники будут использовать код в процессе регистрации, и итоговая сумма корзины изменится соответствующим образом. Групповые скидки могут быть использованы только в том случае, если три или более сотрудников компании посещают один и тот же курс, и для каждой корзины можно использовать только один код купона.
Если вы уже зарегистрировались и забыли использовать код купона, вы можете запросить соответствующий возврат средств.
Какие принимаются платежные документы, если я не могу оплатить кредитной картой?
Принятые платежные документы должны быть загружены в процессе регистрации. К ним относятся:
- Заказ на поставку компании (PO или SF182)
- Доверенность на бланке компании
- Заявление/ваучер на корпоративное обучение
Какие требования к платежным документам?
- Название компании и фактический адрес
- Имя сотрудника(ов), утвержденного(ых) для обучения
- Номер документа (документы SF-182: раздел C, графа 4)
- Платежный адрес (документы SF-182: раздел C, графа 6)
- Название курса и даты курса
- Максимальная сумма выплаты (сумма счета)
- Срок годности (если применимо)
- Подпись уполномоченного лица
- Условия платежа меньше или равны нетто 30
Сотрудник может распечатать копию своей корзины для подачи, если это требуется для платежных документов. Корзина будет оставаться активной в течение 14 дней, но место не будет удерживаться до завершения регистрации и оплаты.
Регистрация не может быть обработана без оплаты. Если ваш сотрудник боится потерять место в классе из-за внутренних процессов компании, мы предлагаем ему зарегистрироваться и оплатить с помощью личной или корпоративной кредитной карты и потребовать возмещения.
К кому я могу обратиться за помощью?
Если вам нужна помощь с регистрацией вашей группы или у вас есть вопросы о том, как начать процесс, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону 404-385-3501 или по электронной почте [email protected].
Где проходят ваши курсы?
Большинство аудиторных курсов GTPE проводятся в Глобальном учебном центре Технологического института Джорджии (GLC). Любые курсы, которые проводятся в другом месте, будут четко отмечены на странице курса. Получите информацию о парковке, направлениях и транспорте до GLC.
Вы предоставляете комнаты для ночлега?
Мы не предоставляем комнаты для ночлега. Тем не менее, размещение может быть сделано в отеле и конференц-центре Georgia Tech, расположенном рядом с нами. Дополнительные отели можно найти в нескольких минутах ходьбы. Получите больше информации о размещении.
Что делать, если мне нужно перевестись на другой курс?
Учащиеся могут перейти на другой курс равной или большей стоимости, если уведомление будет сделано не менее чем за 10 рабочих дней до первоначальной даты начала курса. Курс, на который переводят, должен быть уже запланирован.
Когда я должен зарегистрироваться на курс?
Рекомендуем зарегистрироваться на курсы как можно раньше. Подробная информация о сеансе будет указывать, когда в конкретном сеансе будет доступно менее пяти мест.
Как я могу обновить свою контактную информацию?
Обновления информации о вашей компании, адресе, электронной почте, телефоне и паролях можно сделать непосредственно на веб-сайте GTPE. Изменения имени и изменения гражданства должны быть представлены в отдел регистрации GTPE.
Как я могу записаться на курс?
- Заполните профиль GTPE.
- Купить курс.
- Добавьте курсы в корзину.*
- Применить специальный код скидки (если применимо).
- Укажите приемлемый способ оплаты для завершения заказа (кредитная карта, держатель кредитной карты третьего лица или один принятый платежный документ).
*Корзины будут активны в течение 14 дней, но места не удерживаются до завершения транзакции.
Принимаете ли вы регистрацию без предварительной записи?
Регистрация без предварительной записи принимается при наличии свободных мест, но не гарантируется ни для каких курсов.
Предлагаете ли вы специальные скидки?
Скидки, если они доступны, будут отображаться на странице курса или автоматически применяться в процессе покупки. В процессе оформления заказа следует ввести только один код купона, который будет подтвержден системой, если это применимо к товарам в вашей корзине. Если вы уже зарегистрировались и забыли использовать код купона, вы можете запросить соответствующий возврат средств.
ГТЭП не имеет программы скидок для пенсионеров. Тем не менее, Технологический институт Джорджии предлагает программу 62 лет и старше для жителей Джорджии в возрасте 62 лет и старше, которые заинтересованы в прохождении кредитных курсов. Эта программа не оплачивает некредитные курсы профессионального образования. Посетите страницу приема в бакалавриат Технологического института Джорджии, чтобы получить дополнительную информацию о программе бакалавриата, и страницу приема в аспирантуру Технологического института Джорджии, чтобы получить дополнительную информацию о программе магистратуры.
Какие программы профессионального образования имеют право на льготы по обучению ветеранов?
Следующие программы GTPE имеют право на льготы по обучению ветеранов:
- Программа сертификатов безопасности и здоровья при строительстве (только курсы в кампусе Атланты)
- Сертификационная программа по управлению проектами (только курсы кампуса в Атланте)
- Сертификационная программа по управлению безопасностью и здоровьем (только курсы кампуса в Атланте)
Для получения дополнительной информации см. контрольный список преимуществ ветерана GTPE по закону о военнослужащих.
Есть ли у вас программа для пожилых людей?
В GTPE нет программы для пенсионеров. Тем не менее, Технологический институт Джорджии предлагает программу 62 лет и старше для жителей Джорджии в возрасте 62 лет и старше, которые заинтересованы в прохождении кредитных курсов. Эта программа не оплачивает некредитные курсы профессионального образования. Посетите страницу приема в бакалавриат Технологического института Джорджии для получения дополнительной информации о программе бакалавриата и страницу приема в аспирантуру Технологического института Джорджии для получения дополнительной информации о программе магистратуры.
Что произойдет, если мой курс будет отменен?
В случае отмены мы полностью вернем вам деньги или переведем на эквивалентный курс.
Нужна ли мне студенческая виза для прохождения курса?
Краткосрочные курсы (1-5 дней) и конференции не требуют студенческой визы. Туристической визы B-2 вместе с копией электронного письма с подтверждением регистрации и копией заполненной страницы заказа на веб-регистрацию должно быть достаточно.
Если участие в курсе связано с трудоустройством с немедленным отъездом из США, потребуется временная деловая виза B-1.
Мы рекомендуем вам связаться с вашим консульством или посольством США, чтобы определить, имеете ли вы право на получение визы. Полное возмещение будет предоставлено участникам, которые не смогут получить въездную визу и связаться с нашим офисом до начала курса.
Студенты, изучающие английский как второй язык, должны связаться с Language Institute для получения информации о зачислении и получении визы.
Предоставляете ли вы письма-приглашения или иммиграционные документы для получения студенческой визы?
Мы не выдаем приглашения и не можем предоставить иммиграционные документы для оформления студенческой визы. Полное возмещение будет предоставлено участникам, которые не смогут получить въездную визу и связаться с нашим офисом до начала курса.
К кому я могу обратиться за помощью?
Если вам нужна помощь с регистрацией вашей группы или у вас есть вопросы о том, как начать процесс, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону 404-385-3501 или по электронной почте [email protected].
Какие способы оплаты вы принимаете?
Полная оплата должна быть произведена во время регистрации. Принимаемые способы оплаты включают:
- Кредитные карты
- Заказы на поставку (компания и правительство)
- Международные электронные платежи*
- Номер рабочего дня Технологического института Джорджии (только для сотрудников Технологического института Джорджии)
- Частные кредиты*
- Пособия по счету GI * (только соответствующие курсы в кампусе Атланты. Курсы за пределами кампуса и онлайн-курсы не имеют права на льготы VA.)
- Чеки компании*
* Требуется загрузка документа или проверка транзакции в процессе оформления заказа.
Какая информация необходима для заказа на поставку?
Документы заказа на поставку должны включать следующее:
- Название компании и фактический адрес
- Имя финансового контакта компании и/или адрес электронной почты (кредиторская задолженность)
- Имя сотрудника(ов), утвержденного(ых) для обучения
- Номер документа (документы SF-182: раздел C, графа 4)
- Платежный адрес (документы SF-182: раздел C, графа 6)
- Название курса и даты курса
- Максимальная сумма выплаты (сумма счета)
- Срок годности (если применимо)
- Подпись уполномоченного лица
- Условия платежа меньше или равны нетто 30
Пожалуйста, не указывайте номера социального страхования в документах заказа на покупку.
Как оплатить чеком компании?
- Сделайте свой чек подлежащим оплате «Технологическому институту Джорджии» и укажите номер заказа и имя участника на лицевой стороне чека.
- Выберите «Корпоративный заказ на покупку» в качестве способа оплаты при оформлении заказа и загрузите копию чека в свой заказ.
- Отправьте чек по адресу:
Учет ГТЭП
Технологический институт Джорджии
Глобальный учебный центр
84 5-я улица СЗ
Атланта, Джорджия 30308-1031
Когда необходимо оплатить курс?
Полная оплата производится во время регистрации.
Как произвести оплату?
Общий номер
Оплата производится в момент покупки. Оплата счетов должна соответствовать бизнес-условиям Совета регентов в размере 30 нетто.
Сотрудники Технологического института Джорджии
Платежи PeopleSoft обрабатываются во время регистрации. Сотрудники Технологического института Джорджии не могут использовать карты PCard для оплаты регистрации GTPE.
Взимается ли дополнительная плата за книги, расходные материалы или материалы?
Дополнительные сборы зависят от курса. Обязательно ознакомьтесь с вкладкой «Требования и материалы» на странице курса для получения дополнительной информации.
Моя компания предложила оплатить этот курс. Можете ли вы выставить им счет напрямую?
Да. Вот шаги для получения счета:
- Заполните профиль GTPE.
- Купить курс.
- Добавьте курсы в корзину.
- Распечатайте свою корзину и отправьте своему работодателю в качестве сметы расходов.
- Получите копию заказа на поставку вашей компании или документ об утверждении платежа для GTPE для выставления счета.
- Вернитесь в корзину, пройдите процедуру оформления заказа и загрузите заказ на покупку нашей компании на последнем этапе оплаты.
- Бизнес-офис GTPE выставит счет-фактуру за 10 дней до начала курса, после чего вы больше не сможете снять деньги со средств.
Ваша компания должна:
- Соблюдать деловые условия Технологического института Джорджии и Попечительского совета нетто 30.
- Оплатить полную сумму счета Технологического института Джорджии (скидки за досрочную или своевременную оплату не предоставляются).
- Оплатить счет, если сотрудник не отказывается от участия в течение периода возврата и не посещает курс.
Каковы ваши правила возврата платежа по кредитной карте?
Возврат средств с кредитной карты осуществляется на исходную кредитную карту. Эмитент кредитной карты несет ответственность за возврат кредитных остатков держателю карты.
Предлагаете ли вы планы оплаты?
Мы не предлагаем планы оплаты каких-либо наших услуг, конференций или курсов. Оплата должна быть произведена в полном объеме в момент покупки.
Будет ли участникам выдана налоговая форма 1098-T для курсов, пройденных в GTPE?
ГТПЭ не может выдавать налоговые формы 1098-Т. Если у вас есть история платежей, необходимая для целей налогообложения, мы будем рады предоставить вам квитанции об оплате. Пожалуйста, отправьте свои требования по адресу peregistration@gatech. edu. Обязательно укажите свое полное официальное имя и идентификатор технологического института Джорджии, который можно найти в вашем профиле GTPE.
Аккредитованы ли ваши CEU?
GTPE использует CEU в соответствии с принятыми критериями и рекомендациями, установленными Попечительским советом Джорджии, которые следуют международным стандартам, таким как Международная ассоциация непрерывного образования и обучения (IACET).
Предоставляете ли вы стенограммы или сертификаты часов профессионального развития или подразделений профессионального развития?
GTPE не выдает стенограммы или сертификаты с часами профессионального развития (PDH) или единицами профессионального развития (PDU), но пешеходный переход здесь приведен для справки.
Один CEU = 10 контактных часов обучения
Один PDH = 1 контактный час обучения (один CEU = 10 PDH)
Один PDU = 1 контактный час обучения (один CEU = 10 PDU)
Получу ли я сертификат об окончании курса?
После успешного завершения большинства курсов GTPE (минимальная посещаемость 80% и проходной балл по курсам, требующим оценивания) вы можете получить сертификат с указанием количества заработанных CEU. Исключения для выдачи сертификатов включают курсы с выдающимися аттестационными организациями (например, OSHA или PADI).
Как мне запросить стенограмму моих CEU?
заработанных CEU записываются на имя участника и отображаются в стенограмме GTPE. Все стенограммы должны быть запрошены участником через форму запроса стенограммы. Обычно запросы обрабатываются в течение трех рабочих дней.
Как подать заявку на проверку сертификата программы?
Для проверки вашей стенограммы на предмет прогресса в получении сертификата заполните форму запроса на стенограмму. Курсы GTPE не дают академического кредита или кредита на получение степени. Академический кредит или кредит Технологического института Джорджии доступен только для зачисленных студентов, проходящих курсы, соответствующие требованиям степени.
Какие требования предъявляются к моему штату и ассоциации?
Для получения конкретной информации о лицензировании штата или кредитных требованиях обратитесь в совет по лицензированию штата. Если вы хотите пройти сертификацию через профессиональную ассоциацию, ознакомьтесь с конкретными требованиями этой ассоциации.
Nerdfighteria Wiki — Термодинамика: Ускоренный курс физики #23
Категории
Статистика
| View count: | 455,746 |
| Likes: | 5,536 |
| Dislikes: | 203 |
| Comments: | 637 |
| Duration: | 10:04 |
| Загружено: | 15 сентября 2016 г. |
| Последняя синхронизация: | 12.05.2018 01:50 |
Вы когда-нибудь слышали о вечном двигателе? Более того, вы когда-нибудь слышали, почему вечный двигатель невозможен? Одна из причин — из-за первого закона термодинамики! В этом выпуске «Ускоренного курса физики» Шини рассказывает нам о термодинамике и энтропии. Кроме того, мы узнаем об изоволюметрических, изобарических, изотермических и адиабатических процессах. Все будет понятно через минуту!
Получите кружку Crash Course Physics от DFTBA: http://store.dftba.com/products/crash…
Новинки от PBS Digital Studios: https://www.youtube.com/playlist?list…
—
Создано в сотрудничестве с PBS Digital Studios: http://youtube.com/pbsdigitalstudios
—
Хотите найти ускоренный курс в другом месте в Интернете?
Facebook — http://www.facebook.com/YouTubeCrashC…
Твиттер — http://www.twitter.com/TheCrashCourse
Tumblr — http://thecrashcourse.tumblr.com
Поддержите CrashCourse на Patreon: http://www.patreon.com/crashcourse
CC Kids: http://www.youtube.com/crashcoursekids
Шини: Эта маленькая игрушка называется Пьющая Птичка. Вы ставите перед ним чашку с водой, и его голова макается в чашку. В конце концов, голова снова подпрыгивает, но затем снова уходит в воду. Если вы мало знаете о термодинамике, Пьющая Птица может показаться, что она может работать вечно, без внешнего источника энергии, приводящего ее в действие — другими словами, вечный двигатель.
Но игрушка не вечный двигатель, потому что по законам физики вечный двигатель невозможен. Одной из причин является первый закон термодинамики.
[Музыкальная тема]
Одной из основных целей термодинамики является описание переноса энергии. Мы уже описали два процесса как передачу энергии — работу и теплоту — и оба они связаны друг с другом. Поскольку термодинамическая система работает, она теряет тепло. Когда над системой совершается работа, она получает тепло. Итак, теплота превращается в работу, а работа превращается в теплоту.
Вместе работа и тепло, переданные в систему или из нее, представляют собой изменение ее внутренней энергии, которая, как вы помните, представляет собой общую кинетическую и потенциальную энергию всех молекул в системе. Эта идея о том, что изменение внутренней энергии равно изменению работы плюс изменение теплоты, настолько фундаментальна, что известна как первый закон термодинамики.
Таким образом, мы можем использовать уравнение для анализа задач. Запишем первый закон следующим образом: Внутренняя энергия U замкнутой системы равна Q, теплопередача системе минус W, работа сделанные системой или системой. Важно помнить, что когда мы говорим об изменении внутренней энергии, если тепло передается в систему, то Q положительно, а если тепло передается из системы, то Q отрицательно. И, если над системой совершается работа, W отрицательно. А если работа совершается системой, то W положительна.
Некоторые учебники меняют эти знаки, поэтому стоит следить за тем, что означают положительные и отрицательные значения. Теперь вы заметите, что первый закон термодинамики описывает только эти два фактора — работу и теплоту — как влияющие на изменение внутренней энергии.
Это потому, что пока система закрыта, то есть изолирована от остальной вселенной, никакие другие факторы просто не задействованы. Количество тепла, потерянного системой, в точности равно количеству работы, совершаемой системой, и наоборот. Так что на самом деле первый закон термодинамики — это просто еще один способ описания сохранения энергии, который постоянно всплывает на наших уроках, потому что это такой ключевой принцип физики.
Всегда есть какая-то потеря тепла, например, из-за трения. Даже это крошечное количество означает, что движение не может продолжаться вечно. В конечном итоге у него закончится энергия, необходимая для выполнения работы. Отчасти поэтому Пьющая Птица не является вечным двигателем — она полагается на энергию, которую получает из чашки с водой, чтобы обеспечить движение.
Птица наполнена жидкостью с низкой температурой кипения, поэтому она может легко переходить из газа в жидкость и обратно при незначительном изменении температуры. Внизу немного жидкости, а вверху немного пара. Когда голова птицы погружается в чашку, она намокает. Некоторое время он продолжает качаться взад и вперед, и по мере испарения воды он охлаждает пар в голове птицы, который конденсируется в жидкость, создавая частичный вакуум в голове. Это заставляет жидкость двигаться вверх по трубе. Голова становится тяжелее и снова погружается в воду. Но опрокидывание заставляет пузырь подниматься через жидкость в голову птицы, посылая больше жидкости на дно, заставляя маленькую птичку раскачиваться и запуская цикл заново. Но ей по-прежнему нужна вода, чтобы делать свое дело: как только вода в чашке заканчивается, птица перестает двигаться.
Итак, существует четыре основных типа процессов, при которых термодинамические свойства системы — как правило, идеального газа в каком-либо сосуде — могут изменяться по первому закону. В каждом случае одно свойство остается постоянным — объем, давление, температура или теплота — в то время как другие свойства изменяются. Вариации всех этих свойств используются во всех видах машин, особенно в двигателях.
Во-первых, это изообъемные процессы, в которых объем поддерживается постоянным — обычно потому, что газ находится в жестком контейнере — при добавлении или отводе тепла. По мере добавления тепла давление газа будет увеличиваться, а вместе с ним и его температура. По мере удаления тепла давление и температура будут уменьшаться.
Изоволюметрические процессы довольно скучны по сравнению с термодинамическими процессами. Газ застрял внутри контейнера, и сколько бы тепла вы ни добавили, газ не совершает никакой работы. Вы просто увеличиваете его внутреннюю энергию.
Но изобарические процессы, когда давление поддерживается постоянным, а тепло добавляется или отводится, немного интереснее. Здесь допускается изменение объема контейнера, обычно потому, что газ может перемещать поршень. По мере добавления тепла объем и температура системы увеличиваются, а по мере отвода тепла объем и температура уменьшаются.
Это означает, что изобарический процесс может совершать работу. И вот почему: в предыдущих эпизодах мы говорили, что работа равна силе, умноженной на расстояние — в данном случае это расстояние, на которое перемещается поршень. Мы также сказали, что давление равно силе/площади, что означает, что сила равна давлению x площадь.
Здесь давление газа умножается на площадь поршня. Таким образом, работа равна давлению газа, умноженному на площадь поршня, умноженному на расстояние, которое он перемещает. И еще один шаг: площадь поршня, умноженная на расстояние его перемещения, будет равна изменению объема сосуда.
Таким образом, работа, выполненная во время изобарического процесса, равна давлению газа, умноженному на изменение объема. Если добавляется тепло, объем увеличивается, а поршень движется наружу, поэтому система работает. Если вы толкаете поршень внутрь, вы совершаете работу над системой, поэтому ее объем – уменьшается.
Третий тип термодинамических процессов – изотермические. Именно здесь температура поддерживается постоянной, обычно путем подключения системы к гораздо большей системе, для изменения температуры которой требуется много тепла, известной как резервуар тепла. Затем тепло или объем системы изменяются очень медленно, так что другие свойства могут регулироваться, в то время как температура остается практически постоянной.
Изотермический процесс похож на изобарический в том смысле, что при добавлении тепла объем увеличивается, поэтому система выполняет работу. Но для изотермических процессов вы не можете использовать это простое уравнение W = P delta V, потому что давление действительно меняется. Вместо этого вам нужно взять интеграл давления по отношению к объему.
Таким образом, вы по-прежнему считаете работу, но также учитываете изменения давления. Еще одно различие между изобарическими и изотермическими процессами заключается в том, что, поскольку в изотермических процессах температура поддерживается постоянной, внутренняя энергия идеального газа не может измениться. А первый закон термодинамики гласит, что теплота минус работа равна изменению внутренней энергии системы — в данном случае нулю. Значит, работа, совершаемая системой, будет равна количеству подведенного тепла, и наоборот.
Наконец, существуют адиабатические процессы, когда тепло не поступает в систему и не выходит из нее, но газ может расширяться или сжиматься. Опять же, здесь нам помогает уравнение первого закона термодинамики. Q равно нулю, потому что теплота системы не меняется. Но внутренняя энергия газа может измениться, поэтому система может совершить работу или совершить над ней работу. На самом деле изменение внутренней энергии газа будет в точности равно отрицательной работе.
Но это всего лишь первый закон термодинамики. Есть еще второй закон, который гласит, что тепло самопроизвольно переходит от чего-то более горячего к чему-то более холодному, но не от более холодного к более горячему. И это из-за того, что называется энтропией.
Энтропию часто описывают как присущую системе беспорядочность: чем более беспорядочна система, тем выше ее энтропия. Так, например, газ со всеми его молекулами, беспорядочно прыгающими вокруг, имеет более высокую энтропию, чем твердое тело, молекулы которого аккуратно расположены. И более общий способ сформулировать второй закон термодинамики состоит в том, что в реальной жизни энтропия в целом может только увеличиваться.
Это не означает, что энтропия никогда не может уменьшаться в определенных ситуациях. Например, газы иногда превращаются в жидкости или твердые тела, очевидно. Вы видели, как водяной пар конденсируется, а жидкая вода замерзает. Но если энтропия в системе уменьшается, это означает, что энтропия среды вокруг системы должна увеличиться в достаточной степени, чтобы компенсировать это, а затем и немного, чтобы произошло общее увеличение энтропии Вселенной.
Например, вы положили воду в морозильник, чтобы сделать лед. Энтропия воды уменьшается при замерзании. Но тем временем ваш морозильник выделяет тепло, поскольку он работает, чтобы сохранять холод внутри. И тепло от вашего морозильника увеличивает энтропию вашей кухни в большей степени, чем уменьшается энтропия льда. Итак, в целом энтропия Вселенной увеличивается. Помните это! Каждый раз, когда вы делаете лед, вы увеличиваете беспорядок во Вселенной!
Тенденция к увеличению энтропии связана с вероятностью. Чтобы понять, что я имею в виду, представьте разбитую керамическую кружку. Есть молекулы, из которых состоит эта кружка. И существует множество способов расположения этих молекул в пространстве, и все они равновероятны. Но только в некоторых из этих конфигураций молекулы могут составить цельную, твердую, неразрушенную чашу — состояние, в котором они имеют более низкую энтропию. Тем не менее, существует множество возможных вариантов расположения этих молекул, в которых они могли бы составить разбитую чашку — набор осколков с более высокой энтропией.
Чашка может быть разбита на части, 300 частей, причем части могут быть далеко друг от друга или очень близко друг к другу. И любой способ, которым чашка может разбиться, — это еще один возможный способ расположения молекул внутри осколков. Но когда есть так много способов разбить чашку и так мало способов, чтобы она была целой, становится очень, очень маловероятным, что осколки спонтанно соберутся вместе, если вы их уроните. В принципе, этого никогда не произойдет.
С другой стороны, очень вероятно, что целая чашка разобьется, если ее уронить. Таким образом, процесс, ведущий к увеличению энтропии, имеет гораздо более высокую вероятность.
А в термодинамике энтропия связана с тепловым потоком, потому что когда тепло течет между системами, их энтропия увеличивается. Раньше, когда их молекулы имели разную температуру, это было упорядоченное расположение. Но когда их температуры становятся равными, эта аккуратная организация исчезает, поэтому системы имеют более высокую энтропию.
Итак: тепло самопроизвольно перетекает из более теплых систем в более холодные, потому что это приводит к увеличению энтропии. Вот почему эта маленькая птичка продолжает прыгать вверх и вниз! Когда из него уходит тепло, газ конденсируется, и он погружается в воду. Птица может и не быть вечным двигателем, но это отличный способ увидеть первый и второй законы термодинамики в действии.
Сегодня вы узнали о первом законе термодинамики и о том, как он применяется к изоволюметрическим, изобарическим, изотермическим и адиабатическим процессам. Мы также говорили о втором законе термодинамики и энтропии.
Ускоренный курс физики создан совместно с PBS Digital Studios. Вы можете зайти на их канал и посмотреть плейлист с последними эпизодами таких шоу, как The Good Stuff, Brain Craft и Physics Girl. Этот эпизод «Ускоренного курса» был снят в студии доктора Шерил К. Кинни «Ускоренный курс» с помощью этих замечательных людей и нашей не менее замечательной графической команды — Thought Cafe.
Интервью с устной историей Сэмюэля Ву и стенограмма
Показать запись простого элемента
| dc.creator | Ву, Самуэль |
|---|---|
| dc.date.accessioned | 2019-06-20T21:53:58Z |
| dc.дата.доступна | 2019-06-20T21:53:58Z |
| dc.date.issued | 2019-04-14 |
| dc.identifier.citation | Ву, Сэмюэл, интервью Ли, Присциллы и Лойда, Стивена. 14 апреля 2019 г.. Интервью устной истории из Хьюстонского азиатско-американского архива, MS 573, Исследовательский центр Вудсона, Библиотека Фондрена, Университет Райса. https://hdl.handle.net/1911/106115. |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/1911/106115 |
| DC.описание | Эта запись и стенограмма являются частью коллекции устных исторических интервью, проведенных Центром азиатских исследований Чао при Университете Райса. Эта коллекция включает аудиозаписи и стенограммы интервью с американцами азиатского происхождения, проживающими в Хьюстоне или проживающими в нем. |
| dc.description.abstract | Сэмюэл Ву родился в Пекине, Китай, и провел там первые 14 лет, пока его семья не переехала в Гонконг. Он иммигрировал в Соединенные Штаты для учебы в бакалавриате, получив специальность по физике и биофизике в Калифорнийском университете в Беркли. Он закончил аспирантуру в Гарварде и постдокторантуру в Калифорнийском университете в Беркли. Сегодня он работает в Медицинском колледже Бейлора в качестве председателя Ханкамера по офтальмологии, проводит исследования и преподает. Он любит читать китайские научные книги и надеется продолжить писать учебники по неврологии и работать над переводом своей автобиографии с китайского на английский. |
| dc.format.extent | 01:09:39 |
| dc.language.iso | англ |
| DC.Publisher | Университет Райса |
| DC.права | Владелец авторских прав на этот материал предоставил Университету Райса разрешение на размещение этого материала в Интернете. Он предоставляется для некоммерческого использования в образовательных целях. |
| dc.rights | Разрешение на изучение физических и цифровых коллекций не означает разрешения на публикацию. Исследовательский центр/Специальные коллекции Вудсона библиотеки Фондрена сделал эти материалы доступными для использования в исследованиях, преподавании и частных занятиях. Любое использование, выходящее за рамки принципа добросовестного использования, требует разрешения владельцев прав, наследников или правопреемников. См. http://library.rice.edu/guides/publishing-wrc-materials |
| dc.title | Интервью с устной историей Сэмюэля Ву и стенограмма |
| DC.спецификации.оцифровки | Этот материал по устной истории родился в цифровом формате, с мастер-аудио в формате wav и производными в формате mp3, видео в формате h364 .mp4, текст расшифровки в формате Word преобразован в PDF. В некоторых случаях мастер-аудио не предоставляются, только доступ к mp3-файлу. |
| dc.date.digital | 2019 |
| dc.source.коллекция | Интервью устной истории из Хьюстонского азиатско-американского архива, MS 573, Исследовательский центр Вудсона, Библиотека Фондрена, Университет Райса |
| DC.идентификатор.цифровой | врк09177 |
| dc.type.genre | устные рассказы (документальные жанры) |
| тип постоянного тока.dcmi | Звук |
| тип постоянного тока. dcmi | Текст |
| тип постоянного тока.dcmi | Движущееся изображение |
| dc.contributor.interviewer | Ли, Присцилла |
| dc.contributor.interviewer | Лойд, Стивен |
| dcterms.accessRights | ограниченный |
Файлы в этом элементе
- Имя:
- wrc09177_interviewee.JPG
- Размер:
- 1.581Mb
- Формат:
- JPEG-изображение
- Описание:
- Фотография интервьюируемого
Посмотреть/
- Имя:
- wrc09177_transcript-rev.pdf
- Размер:
- 190.3Кб
- Формат:
- ПДФ
- Описание:
- PDF стенограммы
Просмотр/
Загрузка плеера. ..
- Имя:
- wrc09177.mp3
- Размер:
- 79.71Мб
- Формат:
- аудио/x-mp3
- Описание:
- Потоковое аудио
Просмотр/
Загрузка плеера…
- Имя:
- wrc09177-access.mp4
- Размер:
- 880.4Мб
- Формат:
- MPEG-4 видео
- Описание:
- Видео интервью
Посмотреть/
- Имя:
- wrc09177ohms.ohms
- Размер:
- 59.84Кб
- Формат:
- Ом/xml
- Описание:
- Интерактивный плеер
Посмотреть/
Этот товар появляется в следующих Коллекциях
- Хьюстонский азиатско-американский архив устных рассказов [425]
аудиозаписей и расшифровок
Показать запись простого элемента
Главная | Часто задаваемые вопросы | Свяжитесь с нами | Уведомление о конфиденциальности | Заявление о доступности
Управляется службой цифровых стипендий в библиотеке Фондрена, Университет Райса
Физический адрес: 6100 Main Street, Houston, Texas 77005
Почтовый адрес: MS-44, P. O.BOX 1892, Houston, Texas 77251-1892
Главная | Часто задаваемые вопросы | Свяжитесь с нами | Уведомление о конфиденциальности | Заявление о доступности
Управляется службой цифровых стипендий в библиотеке Фондрена Университета Райса
Фактический адрес: 6100 Main Street, Houston, Texas 77005
Почтовый адрес: MS-44, P.O.BOX 1892, Houston, Texas 77251-1892
Карта сайта
Повторные курсы : Справочник по консультированию : Центр консультационных услуг колледжа : Университет Рочестера
Обратите внимание, что отдельные академические отделы несут ответственность за управление следующими исключениями и особыми обстоятельствами для повторных курсов. При возникновении вопросов всегда лучше сначала проконсультироваться с консультантом в конкретном академическом отделе для получения рекомендаций.
Курсы другого уровня
CHEM 203/204 можно использовать как повторение CHEM 171/172.
Следующие курсы физики более низкого уровня можно использовать как «повторение» соответствующего курса более высокого уровня. Обратите внимание, что в этих случаях в средний балл будет учитываться только оценка по физике более низкого уровня. Все оценки и баллы за урок физики верхнего уровня будут аннулированы.
- PHYS 121 можно использовать как «повтор» PHYS 141.
- PHYS 122 можно использовать как «повтор» PHYS 142.
- PHYS 123 можно использовать как «повтор» PHYS 143.
PHYS 121 и PHYS 122 можно пройти в качестве повторного курса для PHYS 121P и PHYS 122P соответственно. Или наоборот.
Если учащиеся получают оценки C-, D+, D или D- по математике 161, они могут использовать MATH 142 в качестве повторения. В этом случае в среднем балле будет только 142 балла, а любой балл 161 будет аннулирован. Однако учащиеся, которые удовлетворены своей оценкой 161, могут сдать 142 балла, не теряя при этом 161 балла. Учащимся, выбравшим второй вариант, не нужно заполнять форму запроса на повторный курс.
У учащихся, не сдавших МАТЕМАТИКА 161, есть два варианта:
(1) Они могут повторить МАТЕМАТИКА 161; или
(2) Они могут сдать МАТЕМАТИКА 141, а затем перейти к МАТЕМАТИКЕ 142. После завершения МАТЕМАТИКА 142 неудовлетворительная оценка за 161 будет удалена из среднего балла. Факультет математики допускает это, потому что не более одной трети материала в двух курсах пересекается.
Учащимся, которые заинтересованы в повторении курса МАТЕМАТИКА 142 в качестве повторения курса МАТЕМАТИКА 161, необходимо написать Джордану Ратцлаффу по адресу [email protected]. В противном случае учащиеся получат кредит за оба класса, и обе оценки будут сохранены и учтены в среднем балле.
Курсы письма
Учащиеся, успешно сдавшие экзамен WRTG 105/105E с оценкой ниже «C», могут пройти этот курс во второй раз в течение четырех дополнительных кредитных часов с обеими оценками в среднем балле или могут выбрать следование стандарту повторить политику. Это решение может быть принято с помощью формы запроса на повторный курс.
Любой из следующих трех курсов можно использовать для повторения других:
- WRTG 105
- WRTG 105E
- WRTG 105A&B
WRTG 105 или WRTG 105E может служить повторным курсом для WRTG 105A при двух обстоятельствах:
- Когда учащийся получил оценку ниже C по 105A
ИЛИ
- Когда учащийся получил оценку выше C по 105A, но имеет особые обстоятельства, требующие выполнения основного письменного требования по WRTG 105 или WRTG 105E (например, он/она должен выполнить требование летом, когда предлагается только 105)
завершить WRTG 105B с оценкой ниже C, следует просто повторить WRTG 105B.
Студенты, которые хотят сдать WRTG 105 во второй раз и получить дополнительные четыре кредита, должны написать Джордану Рацлаффу по электронной почте [email protected]. В противном случае регистрация студента на второй WRTG 105 будет автоматически считаться повторной.
Курсы только для первого года обучения
Некоторые курсы из-за особенностей их преподавания не могут быть повторены. PHYS 143 — один из примеров курса, предназначенного только для первокурсников. Студент, не сдавший PHYS 143, должен сдать PHYS 123 на втором курсе.
БИОЛ 112, еще один курс, предназначенный только для первокурсников, не может быть повторен. Студент, получивший оценку ниже «C» по BIOL 112 и желающий продолжить изучение биологии, может повторить курс, пройдя BIOL 110.
Курсы, которые МОЖНО повторить за кредит
Некоторые курсы можно пройти более одного раза с кредитом и оценка, полученная каждый раз. Это связано с тем, что номер класса остается прежним, но меняется тема и содержание курса. Наиболее распространенным таким курсом является «Прикладная музыка: уроки в Истмане» с номером курса 130 или 160.
Студенты также могут посещать разговорные курсы иностранного языка с двумя кредитами, такие как FR 114, более одного раза. Студенты могут сдавать RUSS 126 не более двух раз.
Учащиеся могут получить баллы как по предметам ECON 207 и ECON 207H, так и по предметам ECON 209 и ECON 209H.
Учащийся может получить зачет как по CHEM 208, так и по CHEM 210, если он выберет оба. Учащийся также может заменить оценку по CHEM 208 оценкой, полученной по CHEM 210. Однако учащиеся не могут использовать оценку по CHEM 208 для замены оценки по CHEM 210.
Начиная с весны 2019 г. учащиеся не могут получить кредит для FIN 204 после заполнения FIN 205.
Студенты могут зарегистрироваться в HIS 100 и получить кредит более одного раза; однако учащийся, желающий повторить курс и заменить первоначальную оценку, должен повторить курс по той же теме
Дополнительные особые обстоятельства
Из следующих пунктов каждый пункт списка содержит два курса, в которых учащиеся не могут получить баллы за оба курсы:
- PHYS 121 and PHYS 113
- PHYS 122 and PHYS 114
- CHEM 171 and CHEM 203
- MATH 161 and MATH 171
- MATH 162 and MATH 172
- BIOL 190 and BIOL 198
- MUSC 101 and MUSC 110
- FIN 204 и FIN 205 (начиная с весны 2019 г.Исо физика расшифровка: Инерциальная система отсчёта | это… Что такое Инерциальная система отсчёта?