вторник, 26 октября 2010 г.

Собачье дело: Сферическое животное в вакууме




Как часто должна трясти своим телом собака, чтобы полностью высушить мокрую шерсть? Собаки делают это интуитивно – ученым же пришлось провести исследование.
Наверняка тысячи собаководов по всему миру провели множество бессонных ночей, мучительно размышляя над вопросом – с какой же частотой вертит их питомец всем телом, вытряхивая из шерсти воду? Теперь все могут спать спокойно – исследователи дали ответ.


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


Для этого исследователи обливали водой собак и самым тщательным образом записывали на видеокамеру процесс их отряхивания от влаги. Замедленное воспроизведение позволило установить частоту колебаний кожи в ходе этого процесса – к примеру, для лабрадора-ретривера эта цифра составила 4,3 Гц.


На основе полученных данных ученые составили математическую модель. Они учли, что вода удерживается на собаке за счет смачивания водой шерсти, а когда собака отряхивается, появляется центробежная сила, которая и отрывает капли влаги. Так что получается, что центробежная сила должна быть сильнее смачивания.


Эти выкладки привели к интересным 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 остановились на создании хорошей теоретической модели. На следующем этапе они решили проверить, как все это воплощается в реальной природе и рассмотрели, как отряхиваются другие животные разных размеров. Использовался тот же хорошо зарекомендовавший себя «метод видеокамеры». Оказалось, что мышь, в среднем, отряхивается с частотой 27 Гц, а кошка – 6 Гц, медведь – 4 Гц. «С увеличением размеров частота отряхивания асимптотически приближается к 4 Гц», - заявляют авторы в статье.


Интересно, что эти измерения не совсем совпали с теоретическим расчетом – вместо R0,5 получилась цифра в R0,75. Ученые сомневаются – не упустили ли они какой-нибудь важный фактор, влияющий на цифры? Наверное, дело в том, что модель не учитывает длину самой шерсти, что делает условный радиус условного животного больше.

Комментариев нет:

Отправить комментарий