211service.com
Fyzici objevili univerzální pravidlo 'wet-dog shake'
Je to otázka, nad kterou mnoho majitelů psů tráví bezesné noci přemítáním. Jak rychle by měl mokrý pes kmitat tělem, aby si vysušil srst?
Dnes máme odpověď díky průkopnické práci Andrewa Dickersona na Georgia Institute of Technology v Atlantě a několika kamarádům. Ale víc než to, jejich práce vytváří zajímavý nový hlavolam o povaze dynamiky otřesené srsti.
Dickerson a spol. natočili několik psů, kteří si třásli srst, a použili snímky k měření periody oscilace kůže psů. U labradorského retrívra to vychází na 4,3 Hz.
Poté vytvořili jednoduchý matematický model toho, co se děje. Usoudili, že voda je na psa vázána povrchovým napětím mezi kapalinou a srstí. Když se pes otřese, dostředivé síly odtáhnou vodu pryč. Takže aby byla voda vytlačena ze srsti, musí dostředivá síla převýšit povrchové napětí.
Tento model vede k zajímavé předpovědi. Pokud má zvíře poloměr R, frekvence třepání musí být v měřítku R^0,5. To dává smysl, menší zvířata budou muset oscilovat rychleji, aby vytvořila síly dostatečně velké na to, aby se vysušila.
Aby Dickerson a kamarádi zjistili, zda to platí v přírodě, studovali filmy různých zvířat různých velikostí. Zjistili, že myš se třese rychlostí 27 Hz, kočka přibližně 6 Hz, zatímco medvěd se třese rychlostí 4 Hz. Frekvence chvění se asymptoticky blíží 4 Hz, jak zvířata rostou, uzavírají.
Ale dohromady to nejlepší pro tato data není R^0,5, jak se předpokládalo. Místo toho platí univerzální pravidlo pro roztřesenou srst, že frekvence se zvyšuje s R^0,75.
Je zřejmé, že jejich model postrádá některý důležitý korekční faktor. Dickerson a spol. navrhují. V jejich modelu je poloměr vzdálenost od středu zvířete k jeho kůži. Možná, že kožešina dělá rozdíl, říkají ve videu určeném pro 2010 APS Gallery of Fluid Motion.
Možná. Rozhodně to dává tlapky k zamyšlení (ehm).
Další nápady prosím v sekci komentářů.
Ref: arxiv.org/abs/1010.3279 : The Wet-Dog Shake