Kæmpe vandstridere hopper anderledes, fysikken i øldansende jordnødder – Physics World

Kæmpe vandstridere hopper anderledes, fysikken i øldansende jordnødder – Physics World

Tidsstempel: 21. juli 2023 kl. 11

Kæmpe vandstridere
Ekskursion: (a) en forsker observerer kæmpe vandstridere i Vietnams Pu Mat Nationalpark; (b) et insekt på vandet; (c) en illustration af størrelsen af ​​en kæmpe vandstrider. (Med høflighed: Woojoo Kim, Jungmoon H, Piotr Grzegorz Jablonski)

Jeg voksede op i den canadiske provins Ontario, så jeg brugte meget tid omkring søer og vandløb, da jeg var ung. Jeg kan huske, at jeg blev fascineret af vandstridere, som er langbenede insekter, der bogstaveligt talt går på vandet. Nu hvor jeg bor i England, har vi endda vores egne vandstridere, der bor i vores lille havedam.

Vandstriders ben er hydrofobe, så de flyder ved at afvise vand, og under hvert ben er der en fordybning i vandet – kaldet en menisk. En ting, som jeg ikke vidste om vandstridere, er, at de kan springe meget hurtigt fra vandoverfladen, når de bliver angrebet nedefra af rovdyr. Forskere har i nogen tid vidst, at insektet gør dette ved at trykke ned på vandet, hvilket gør fordybningen større. Derefter bruger de det opadgående rekyl af vandoverfladen til at hjælpe med deres fremdrift.

Men nu har et internationalt hold af forskere opdaget en ny springmekanisme, der bruges af større vandstridere, der vejer mere end omkring 80 mg. Når disse giganter presser ned på vandet, bryder deres ben igennem overfladen - så de kan ikke udnytte de fjedrende fordybninger.

Behårede ben

Forskerne fandt ud af, at et lag luft bliver for knyttet til de behårede ben, når de styrter ned i vandet. Denne luft øger modstanden, som benene møder, når de bevæger sig ned gennem vandet, hvilket giver insekterne det ekstra indkøb, der skal til for at springe op af vandet.

Observationerne blev foretaget under en ekspedition til Vietnam for at studere landets gigantiske vandstrider, og luftlagets hypotese blev kvantificeret ved at skabe en matematisk model. Holdet siger, at deres forskning kan hjælpe med udviklingen af ​​robotter, der går på vandet og også kan kaste lys over den evolutionære udvikling af vandstridere.

Forskningen er beskrevet i Proceedings of National Academy of Sciences.

Dansende jordnødder

Når vi taler om luft-væske-grænseflader, har fysikere studeret fysikken i "øldansende jordnødder", som jeg har fået at vide er i højsædet i Argentina. For at se effekten selv skal du droppe en jordnød i et glas øl. Da den er tættere end væsken, vil jordnødden først synke til bunden af ​​glasset. Men efter et par øjeblikke vil jordnødden flyde op til overfladen af ​​øllet, hvor den vil forblive et par øjeblikke, før den synker og gentager processen igen.

Nu tænker du sikkert, at dette har noget at gøre med bobler fra øllet, der samler sig på jordnøddens overflade, indtil det er flydende og flyder op til overfladen. Der sprænger boblerne formentlig, hvilket får nødden til at synke ned igen. Og det er, hvad forskere i Tyskland har observeret, da de droppede jordnødder i en liter pilsnerøl – med den tilføjede detalje, at rotationen af ​​jordnødder på overfladen får boblerne til at briste. Desuden fandt de ud af, at processen gentog sig selv i 150 minutter, indtil jordnødden kom til at hvile i bunden af ​​beholderen. Noget som kun meget langsomme tippere ville bemærke.

Hvis du vil læse mere om denne undersøgelse, så tjek denne artikel i Fysik, som også forklarer, hvordan undersøgelsen kunne kaste lys over magmas adfærd under jordens overflade

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden