211service.com
Fysikere opdager den universelle 'Wet-Dog Shake'-regel
Det er et spørgsmål, som mange hundeejere vil have brugt søvnløse nætter på at overveje. Hvor hurtigt skal en våd hund svinge sin krop for at tørre sin pels?
I dag har vi et svar takket være Andrew Dickersons banebrydende arbejde ved Georgia Institute of Technology i Atlanta og et par venner. Men mere end det genererer deres arbejde en interessant ny gåde om karakteren af rystet pelsdynamik.
Dickerson og co filmede en række hunde, der rystede deres pels og brugte billederne til at måle oscillationsperioden for hundenes hud. For en labrador retriever viser det sig at være 4,3 Hz.
De skabte derefter en simpel matematisk model af, hvad der foregår. De begrundede, at vandet er bundet til hunden af overfladespænding mellem væsken og håret. Når hunden ryster, trækker centripetale kræfter vandet væk. Så for at vandet kan skydes ud af pelsen, skal centripetalkraften overstige overfladespændingen.
Denne model fører til en interessant forudsigelse. Hvis dyret har en radius R, skal rystefrekvensen skalere med R^0,5. Det giver mening, mindre dyr skal oscillere hurtigere for at generere kræfter, der er store nok til at tørre sig selv.
For at finde ud af, om det gælder i naturen, studerede Dickerson og venner film af forskellige dyr af forskellig størrelse. De fandt ud af, at en mus ryster ved 27 Hz, en kat ved omkring 6 Hz, mens en bjørn ryster ved 4 Hz. Rystefrekvenser nærmer sig asymptotisk 4Hz, efterhånden som dyr vokser i størrelse, konkluderer de.
Men samlet set er den bedst egnede til disse data ikke R^0,5 som forudsagt. I stedet er den universelle regel for rystet pels, at frekvensen stiger med R^0,75.
Det er klart, at deres model savner en vigtig korrektionsfaktor. Dickerson og co kommer med et forslag. I deres model er radius afstanden fra centrum af dyret til dets hud. Måske gør pelsen en forskel, siger de i en video beregnet til 2010 APS Gallery of Fluid Motion.
Måske. Det giver helt sikkert poter til eftertanke (ahem).
Yderligere ideer i kommentarfeltet tak.
Ref: arxiv.org/abs/1010.3279 : The Wet-Dog Shake