Jättiläiset vesimatkailijat hyppäävät eri tavalla, olutta tanssivien maapähkinöiden fysiikka – Physics World

Jättiläiset vesimatkailijat hyppäävät eri tavalla, olutta tanssivien maapähkinöiden fysiikka – Physics World

Jättiläiset vesijuoksut
Kenttämatka: (a) tutkija tarkkailee jättiläisiä vesimatkailijoita Vietnamin Pu Matin kansallispuistossa; (b) hyönteinen vedessä; (c) kuva jättimäisen vesimatkailijan koosta. (Kohtelias: Woojoo Kim, Jungmoon H, Piotr Grzegorz Jablonski)

Kasvoin Kanadan Ontarion maakunnassa, joten vietin nuorena paljon aikaa järvien ja purojen ympärillä. Muistan, että minua kiinnostivat vesijuoksut, jotka ovat pitkäjalkaisia ​​hyönteisiä, jotka kävelevät kirjaimellisesti veden päällä. Nyt kun asun Englannissa, meillä on jopa omat vesimatkailijamme pienessä puutarhalammessamme.

Vesivaeltajien jalat ovat hydrofobisia, joten ne kelluvat hylkimällä vettä, ja jokaisen jalan alla on vedessä kuoppa, jota kutsutaan meniskiksi. Yksi asia, jota en tiennyt vesikulkijoista, on se, että ne voivat hypätä erittäin nopeasti veden pinnalta, kun saalistajat hyökkäävät alhaalta. Tiedemiehet ovat tienneet jo jonkin aikaa, että hyönteinen tekee tämän painautumalla alas veteen, jolloin kuoppa on suurempi. Sitten he käyttävät veden pinnan ylöspäin suuntautuvaa rekyyliä auttamaan työntövoimaansa.

Mutta nyt kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt uuden hyppymekanismin, jota käyttävät suuremmat, yli 80 mg painavat vesijuoksut. Kun nämä behemotit työntyvät alas veteen, heidän jalkansa läpäisevät pinnan – joten he eivät voi hyödyntää joustavia kuoppia.

Karvaiset jalat

Tutkijat havaitsivat, että ilmakerros kiinnittyy karvaisiin jalkoihin, kun ne syöksyvät veteen. Tämä ilma lisää vastusta, jonka jalat kohtaavat liikkuessaan alas vedessä, mikä antaa hyönteisille ylimääräistä ostoa, joka tarvitaan hyppäämään pois vedestä.

Havainnot tehtiin tutkimusmatkalla Vietnamiin, jossa tutkittiin maan jättimäistä vesimatkailijaa, ja ilmakerroksen hypoteesi kvantifioitiin luomalla matemaattinen malli. Tiimi sanoo, että heidän tutkimuksensa voisi auttaa kehittämään robotteja, jotka kävelevät veden päällä, ja voisivat myös valaista vesikulkukoneiden evoluution kehitystä.

Tutkimusta kuvataan Proceedings of National Academy of Sciences.

Tanssivat maapähkinät

Puhuttaessa ilma-neste-rajapinnasta, fyysikot ovat tutkineet "olutta tanssivien maapähkinöiden" fysiikkaa, joiden kerrotaan olevan muotia Argentiinassa. Nähdäksesi vaikutuksen itse, pudota maapähkinä lasiin olutta. Koska maapähkinä on nestettä tiheämpi, se uppoaa ensin lasin pohjalle. Muutaman hetken kuluttua maapähkinä kelluu kuitenkin oluen pinnalle, jossa se jää muutaman hetken ennen kuin se uppoaa ja toistaa prosessin uudelleen.

Nyt luultavasti ajattelet, että tällä on jotain tekemistä oluen kuplien kanssa, jotka kerääntyvät maapähkinän pinnalle, kunnes se on kelluva ja kelluu pintaan. Siellä kuplat luultavasti räjähtävät, mikä aiheutti mutterin uppoamisen takaisin alas. Ja tämän saksalaiset tutkijat ovat havainneet pudotessaan maapähkinöitä litraan lager-olutta – lisättynä yksityiskohtana, että maapähkinöiden pyöriminen pinnalla saa kuplat räjähtämään. Lisäksi he havaitsivat, että prosessi toistui 150 minuutin ajan, kunnes maapähkinä pysähtyi astian pohjalle. Jotain, jonka vain erittäin hitaat kipparit huomaavat.

Jos haluat lukea lisää tästä tutkimuksesta, tutustu tähän artikkeliin Fysiikka, joka selittää myös, kuinka tutkimus voisi valaista magman käyttäytymistä Maan pinnan alla

Aikaleima:

Lisää aiheesta Fysiikan maailma