Riesige Wasserläufer springen anders, die Physik biertanzender Erdnüsse – Physics World

Ich bin in der kanadischen Provinz Ontario aufgewachsen und habe in meiner Jugend viel Zeit an Seen und Bächen verbracht. Ich erinnere mich, dass ich von Wasserläufern fasziniert war, das sind langbeinige Insekten, die buchstäblich auf dem Wasser laufen. Jetzt, wo ich in England lebe, haben wir sogar unsere eigenen Wasserläufer, die in unserem kleinen Gartenteich leben.

Die Beine von Wasserläufern sind hydrophob, d. h. sie schwimmen, indem sie Wasser abstoßen, und unter jedem Bein befindet sich eine Vertiefung im Wasser – ein sogenannter Meniskus. Eine Sache, die ich über Wasserläufer nicht wusste, ist, dass sie sehr schnell von der Wasseroberfläche springen können, wenn sie von Raubtieren von unten angegriffen werden. Wissenschaftler wissen seit einiger Zeit, dass das Insekt dies tut, indem es auf das Wasser drückt und so das Grübchen vergrößert. Dann nutzen sie den Aufwärtsrückstoß der Wasseroberfläche, um ihren Antrieb zu unterstützen.

Doch nun hat ein internationales Forscherteam einen neuen Sprungmechanismus entdeckt, der von größeren Wasserläufern mit einem Gewicht von mehr als etwa 80 mg genutzt wird. Wenn diese Giganten auf das Wasser drücken, durchbrechen ihre Beine die Oberfläche – sodass sie die federnden Grübchen nicht ausnutzen können.

Haarige Beine

Die Forscher fanden heraus, dass sich an den behaarten Beinen eine Luftschicht bildet, wenn sie ins Wasser tauchen. Diese Luft erhöht den Widerstand, dem die Beine ausgesetzt sind, wenn sie sich durch das Wasser bewegen, und gibt den Insekten den zusätzlichen Halt, den sie brauchen, um aus dem Wasser zu springen.

Die Beobachtungen wurden während einer Expedition nach Vietnam gemacht, um den riesigen Wasserläufer des Landes zu untersuchen, und die Luftschichthypothese wurde durch die Erstellung eines mathematischen Modells quantifiziert. Das Team sagt, dass ihre Forschung bei der Entwicklung von Robotern helfen könnte, die auf dem Wasser laufen, und auch Aufschluss über die evolutionäre Entwicklung von Wasserläufern geben könnte.

Die Forschung ist beschrieben in Proceedings of the National Academy of Sciences.

Tanzende Erdnüsse

Apropos Luft-Flüssigkeits-Grenzflächen: Physiker haben die Physik der „biertanzenden Erdnüsse“ untersucht, die, wie ich hörte, in Argentinien der letzte Schrei sind. Um die Wirkung selbst zu sehen, geben Sie eine Erdnuss in ein Glas Bier. Da die Erdnuss eine höhere Dichte als die Flüssigkeit hat, sinkt sie zunächst auf den Boden des Glases. Nach einigen Augenblicken schwimmt die Erdnuss jedoch an die Oberfläche des Bieres, wo sie einige Augenblicke verbleibt, bevor sie absinkt und den Vorgang erneut wiederholt.

Nun denken Sie wahrscheinlich, dass dies etwas damit zu tun hat, dass sich Blasen aus dem Bier auf der Oberfläche der Erdnuss ansammeln, bis diese schwimmfähig ist und an die Oberfläche schwimmt. Dort platzen die Blasen vermutlich und die Nuss sinkt wieder nach unten. Und das haben Forscher in Deutschland beobachtet, als sie Erdnüsse in einen Liter Lagerbier gaben – mit dem zusätzlichen Detail, dass die Rotation der Erdnüsse auf der Oberfläche zum Platzen der Blasen führt. Darüber hinaus stellten sie fest, dass sich der Vorgang 150 Minuten lang wiederholte, bis die Erdnuss am Boden des Gefäßes zur Ruhe kam. Etwas, das nur sehr langsamen Trinkern auffallen würde.

Wenn Sie mehr über diese Studie lesen möchten, lesen Sie diesen Artikel in Physik, was auch erklärt, wie die Studie Aufschluss über das Verhalten von Magma unter der Erdoberfläche geben könnte

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• Quelle: https://physicsworld.com/a/giant-water-striders-jump-differently-the-physics-of-beer-dancing-peanuts/