211service.com
Natuurkundigen ontdekken universele 'wet-dog shake'-regel
Het is een vraag waar veel hondenbezitters slapeloze nachten over hebben nagedacht. Hoe snel moet een natte hond zijn lichaam heen en weer slingeren om zijn vacht te drogen?
Vandaag hebben we een antwoord dankzij het pionierswerk van Andrew Dickerson aan het Georgia Institute of Technology in Atlanta en een paar maatjes. Maar meer dan dat, hun werk genereert een interessant nieuw raadsel over de aard van de dynamiek van geschud bont.
Dickerson en co filmden een aantal honden die hun vacht schudden en gebruikten de beelden om de periode van oscillatie van de huid van de honden te meten. Voor een labrador retriever blijkt dit 4,3 Hz te zijn.
Vervolgens creëerden ze een eenvoudig wiskundig model van wat er aan de hand is. Ze redeneerden dat het water aan de hond gebonden is door oppervlaktespanning tussen de vloeistof en het haar. Wanneer de hond schudt, trekken middelpuntzoekende krachten het water weg. Dus om het water uit de vacht te stoten, moet de middelpuntzoekende kracht de oppervlaktespanning overschrijden.
Dit model leidt tot een interessante voorspelling. Als het dier een straal R heeft, moet de schudfrequentie worden geschaald met R^0,5. Dat is logisch, kleinere dieren zullen sneller moeten oscilleren om krachten te genereren die groot genoeg zijn om zichzelf te drogen.
Om erachter te komen of dat in de natuur van toepassing is, bestudeerden Dickerson en zijn vrienden films van verschillende dieren van verschillende groottes. Ze ontdekten dat een muis schudt met 27 Hz, een kat met ongeveer 6 Hz en een beer met 4 Hz. Schudfrequenties naderen asymptotisch 4 Hz naarmate dieren groter worden, concluderen ze.
Maar bij elkaar genomen is de beste pasvorm voor deze gegevens niet R ^ 0,5 zoals voorspeld. In plaats daarvan is de universele regel voor geschud bont dat de frequentie toeneemt met R^0,75.
Het is duidelijk dat hun model een belangrijke correctiefactor mist. Dickerson en co doen een suggestie. In hun model is de straal de afstand van het midden van het dier tot zijn huid. Misschien maakt de vacht het verschil, zeggen ze in een video die bedoeld is voor de 2010 APS Gallery of Fluid Motion.
Kan zijn. Het geeft zeker stof tot nadenken (ahem).
Verdere ideeën in de commentarensectie alstublieft.
Referentie: arxiv.org/abs/1010.3279 : De Wet-Dog Shake