velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Сферическое животное в вакууме

Как нередко должна трясти своим телом собака, чтоб стопроцентно высушить влажную шерсть? Собаки делают это интуитивно – ученым же пришлось провести исследование.





Наверное тыщи собаководов по всему миру провели огромное количество бессонных ночей, мучительно размышляя над вопросом – с какой частотой крутит их любимец всем телом, вытряхивая из шерсти воду? Сейчас все могут спать расслабленно – исследователи дали ответ.


Эпохальная работа проведена южноамериканским ученым Эндрю Дикерсоном (Andrew Dickerson) и его сотрудниками. Можно сказать, она открывает целую новейшую область науки, гидродинамику трясущейся шерсти.


Для этого исследователи обливали водой собак и самым кропотливым образом записывали на камеру процесс их отряхивания от воды. Замедленное проигрывание позволило установить частоту колебаний кожи в процессе этого процесса – например, для лабрадора-ретривера эта цифра составила 4,3 Гц.


На базе приобретенных данных ученые составили математическую модель. Они учли, что вода удерживается на собаке за счет смачивания водой шерсти, а когда собака отряхивается, возникает центробежная сила, которая и отрывает капли воды. Так что выходит, что центробежная сила должна быть посильнее смачивания.


Эти выкладки привели к увлекательным выводам. Если взять животное с радиусом R, то значение частоты вращения его тела при отряхивании должно составлять более квадратного корня R (R0,5). Соответственно, чем мельче особь – тем активнее приходится ему отряхиваться.


Но ученые не тормознули на разработке неплохой теоретической модели. На последующем шаге они решили проверить, как все это реализуется в реальной природе и разглядели, как отряхиваются другие животные различных размеров. Употреблялся тот же отлично зарекомендовавший себя «метод видеокамеры». Оказалось, что мышь, в среднем, отряхивается с частотой 27 Гц, а кошка – 6 Гц, медведь – 4 Гц. «С повышением размеров частота отряхивания асимптотически приближается к 4 Гц», - утверждают создатели в статье.


Любопытно, что эти измерения не совершенно совпали с теоретическим расчетом – заместо R0,5 вышла цифра в R0,75. Ученые колеблются – не упустили ли они какой-либо принципиальный фактор, влияющий на числа? Наверняка, дело в том, что модель не учитывает длину самой шерсти, что делает условный радиус условного животного больше.


Словом, достойная заявка на Шнобелевскую премию – кстати, о ее лауреатах сегодняшнего года можно прочитать в статье «Веселая наука – 2010».


По сообщению physics arXiv blog




Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments