211service.com
Fysiker upptäcker den universella 'Wet-Dog Shake'-regeln
Det är en fråga som många hundägare har tillbringat sömnlösa nätter och funderat över. Hur snabbt ska en våt hund svänga kroppen för att torka pälsen?
Idag har vi ett svar tack vare Andrew Dickersons banbrytande arbete vid Georgia Institute of Technology i Atlanta och några kompisar. Men mer än det, deras arbete genererar en intressant ny gåta om naturen hos skakad pälsdynamik.
Dickerson och co filmade ett antal hundar som skakade sin päls och använde bilderna för att mäta svängningsperioden för hundarnas hud. För en labrador retriever visar sig detta vara 4,3 Hz.
De skapade sedan en enkel matematisk modell av vad som händer. De resonerade att vattnet är bundet till hunden av ytspänning mellan vätskan och håret. När hunden skakar drar centripetalkrafter bort vattnet. Så för att vattnet ska kastas ut från pälsen måste centripetalkraften överstiga ytspänningen.
Denna modell leder till en intressant förutsägelse. Om djuret har en radie R måste skakfrekvensen skala med R^0,5. Det är vettigt, mindre djur kommer att behöva svänga snabbare för att generera krafter som är tillräckligt stora för att torka sig själva.
För att ta reda på om det gäller i naturen studerade Dickerson och kompisar filmer av olika djur av olika storlekar. De fann att en mus skakar vid 27 Hz, en katt vid cirka 6 Hz medan en björn skakar vid 4 Hz. Skakfrekvenser närmar sig asymptotiskt 4Hz när djur växer i storlek, drar de slutsatsen.
Men tillsammans är den bästa passformen för dessa data inte R^0,5 som förutspått. Istället är den universella regeln för skakad päls att frekvensen ökar med R^0,75.
Det är klart att deras modell missar någon viktig korrigeringsfaktor. Dickerson och co kommer med ett förslag. I deras modell är radien avståndet från djurets centrum till dess hud. Kanske gör pälsen skillnad, säger de i en video avsedd för 2010 APS Gallery of Fluid Motion.
Kanske. Det ger verkligen en tankeställare (ahem).
Fler idéer i kommentarsfältet tack.
Ref: arxiv.org/abs/1010.3279 : The Wet-Dog Shake