211service.com
Fizycy odkrywają uniwersalną zasadę „mokrego potrząsania psem”
Jest to pytanie, nad którym wielu właścicieli psów będzie spędzało bezsenne noce na rozmyślaniu. Jak szybko mokry pies powinien oscylować swoim ciałem, aby wysuszyć sierść?
Dziś mamy odpowiedź dzięki pionierskiej pracy Andrew Dickersona z Georgia Institute of Technology w Atlancie i kilku kumplom. Co więcej, ich praca generuje nową, interesującą zagadkę dotyczącą natury dynamiki potrząsanego futra.
Dickerson i współpracownicy sfilmowali kilka psów potrząsających futrem i wykorzystali zdjęcia do zmierzenia okresu drgań skóry psów. Dla labrador retrievera okazuje się, że to 4,3 Hz.
Następnie stworzyli prosty matematyczny model tego, co się dzieje. Wnioskowali, że woda jest związana z psem przez napięcie powierzchniowe między płynem a sierścią. Kiedy pies się trzęsie, siły dośrodkowe odciągają wodę. Aby więc woda mogła zostać wyrzucona z futra, siła dośrodkowa musi przekraczać napięcie powierzchniowe.
Ten model prowadzi do interesującej prognozy. Jeśli zwierzę ma promień R, częstotliwość potrząsania musi być skalowana o R^0,5. To ma sens, mniejsze zwierzęta będą musiały szybciej oscylować, aby wytworzyć siły wystarczająco duże, aby same się wysuszyć.
Aby dowiedzieć się, czy ma to zastosowanie w naturze, Dickerson i jego koledzy przestudiowali filmy przedstawiające różne zwierzęta o różnych rozmiarach. Odkryli, że mysz trzęsie się z częstotliwością 27 Hz, kot z częstotliwością około 6 Hz, a niedźwiedź z częstotliwością 4 Hz. Częstotliwości wstrząsów asymptotycznie zbliżają się do 4 Hz, gdy zwierzęta rosną, podsumowują.
Ale wzięte razem, najlepszym dopasowaniem dla tych danych nie jest R^0,5 zgodnie z przewidywaniami. Zamiast tego, uniwersalna zasada dotycząca futra wstrząśniętego jest taka, że częstotliwość wzrasta wraz z R^0,75.
Najwyraźniej w ich modelu brakuje jakiegoś ważnego współczynnika korekcyjnego. Dickerson i spółka wysuwają jedną sugestię. W ich modelu promień to odległość od środka zwierzęcia do jego skóry. Być może futro robi różnicę, mówią w filmie przeznaczonym do Galerii Płynnego Ruchu APS w 2010 roku.
Być może. Z pewnością daje łapy do myślenia (ahem).
Dalsze pomysły w sekcji komentarzy proszę.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1010.3279 : Mokry pies wstrząsnąć