Făcând mișcarea câinelui umed

Vizualizați videoclipul

Ce are un câine umed în comun cu o centrifugă de salată? O mulțime, potrivit inginerilor mecanici de la Institutul de Tehnologie Georgia din Atlanta.

Când animalele se agită pentru a scăpa de apă, o fac în modul cel mai eficient din punct de vedere dinamic, la fel cum o centrifugă de salată scoate majoritatea picăturilor de pe romaine.

„Animalele tremură la frecvențe optime”, spune David Hu, membru al echipei. „Cred că este destul de uimitor că pot face asta.” Lucrarea echipei sale apare pe arXiv.org, ca o înregistrare într-un concurs video de dinamică a fluidelor organizat de Societatea Americană de Fizică.

Laboratorul lui Hu studiază animalele care exploatează tensiunea de suprafață, cum ar fi călcătorii de apă care trec prin pâraie și furnicile care se leagă între ele în plute pentru a nu se înec. Conduși de studentul absolvent Andrew Dickerson, cercetătorii au filmat 40 de mamifere umede păroase din 15 specii care se scutură, de la șoareci la Chihuahua și la tigri. Șoarecii și șobolanii proveneau din laboratoarele de cercetare ale universității; câini de la diverși membri ai echipei și prietenii acestora; și tigrul și panda de la grădina zoologică locală. Niciun animal nu a fost rănit în udarea aprobată de universitate, notează Hu.

Cercetătorii au descoperit că, cu cât un animal devine mai mare, cu atât se agită mai încet. În timp ce un șoarece scutură apa cu o frecvență de 27 de herți, adică se scutură înainte și înapoi de 27 de ori pe secundă, un urs grizzly o face la 4 herți.

Pielea slăbită a jucat, de asemenea, un rol în eliberarea fluidului mai eficient. Prin lipirea unui pai fluorescent pe spatele unui câine și filmarea animalului tremurând, cercetătorii au văzut cum pielea poate oscila 90 de grade de fiecare parte a coloanei vertebrale – eliberând mai multă apă decât dacă pielea ar fi mai strânsă.

Să știi cum se scutură animalele este mai mult decât un puzzle intelectual. „Dacă un câine nu s-ar putea usca singur, am calculat că ar trebui să folosească 25% din caloriile zilnice pentru a-și încălzi corpul pentru a scăpa de apă”, spune Hu. „De fiecare dată când se udau, aveau hipotermie și mureau.”

Cercetătorii au colaborat și cu Whirlpool pentru a încerca să construiască o mașină de spălat mai eficientă. Dar nu au ajuns nicăieri, pentru că spre deosebire de câini și alte animale care sunt optimizate pentru a scăpa de apă cât mai repede posibil, cheagul mare de rufe din interiorul unui tambur de spălat face aproape imposibilă centrifugare eficientă, spune Hu.

Echipa cercetează acum în continuare modul în care părul și picăturile de apă interacționează, studiind animalele acvatice precum castorii și vidrele pentru a vedea cum s-au adaptat la viața în apă.

QUICK-DRY de la Știri științifice pe Vimeo.

Când un animal cu blană se scutură uscat, acesta se rotește la o frecvență care este optimizată pentru dimensiunea sa. Șoarecii și alte creaturi mici se agită repede; fiarele mai mari, cum ar fi urșii, mai încet.

Credit: Andrew Dickerson, Grant Mills, Jay Bauman, Young-Hui Chang, David Hu