Elképesztő fizika a munkahelyen, amikor a macskák isznak

Az MIT, a Virginia Tech és a Princeton Egyetem tudósai tanulmányozták a házi- és vadmacska italozásának módját, és két erő tökéletes egyensúlyát találták a munkában.

A macskák ivásának módját először 1940-ben írták le, amikor Doc Edgerton, az MIT mérnöke villogó fényekkel készített egy stop-action filmet egy házimacska tejből csapkodva. Ez a felvétel azt mutatta, hogy a macskák egyenesen lefelé nyújtják a nyelvüket a tál felé, a nyelv hegye görbül, mint egy „J” nagybetű, merőkanálat alkotva, így a nyelv felső felülete valóban a folyadékot érinti először.

De Edgerton filmje csak a macska ivási mechanizmusának szépségét ragadta meg.

A tudósok azt feltételezték, hogy a macskák, csakúgy, mint a kutyák, mint egy merőkanál használják a nyelvüket a folyadék felkutatásához. A kutatócsoport által készített nagysebességű videók azonban igazat mutattak: A macskák nem mártják be a nyelvüket a folyadékba, és végül is kanalazzák.

Ehelyett, amikor egy macska köröz, nyelvének hegye alig mossa be a felületet, majd visszahúzódik. Ahogy ez történik, tejoszlop képződik a mozgó nyelv és a folyadék felszíne között. Ezután a macska becsukja a száját, és lehúzza az oszlop tetejét, miközben állát szárazon tartja, miközben egy italt élvez.

Hogyan is kezdődött ez a tanulmány? Roman Stocker, az MIT professzora, a folyadékmechanika szakértője reggelinél figyelte macskáját, Cutta Cuttát. Lenyűgözte az indítvány, és úgy döntött, hogy többet megtud.

Stocker mérnökökből, fizikusokból és matematikusokból álló csapatot állított össze, hogy megvizsgálja a macskafacsarás működésének rejtélyét. A legtöbb tudományos kutatástól eltérően ez a tanulmány nem kapott külső finanszírozást, és nem vonta be a diplomás asszisztensek munkáját.

A kutatók elemezték a házimacska és a vadmacska videofelvételeit, és megállapították, hogy mindegyikük ugyanúgy ivott: a macska nyelve kinyújtva van, alatt görbül, és a nyelv hegyének felső felülete érintkezik a folyadékkal, de nem ' ne törje meg a folyadék felületét. Ezután folyadék tapad a nyelvhez, és oszlopban emelkedik, amikor a macska visszahúzza a nyelvét.

A csapat ezután megépítette a macska nyelvének robotmodelljét, amely felfelé és lefelé mozoghatott egy tál víz felett, lehetővé téve számukra a matematikai és fizikai mechanizmusok felfedezését.

Kiderült, hogy a folyadékoszlopot a gravitáció kényes egyensúlya hozza létre, amely visszahúzza a folyadékot a tálba, és a tehetetlenség, amely a fizikában a folyadék vagy bármely anyag hajlamát jelenti arra, hogy tovább mozogjon egy irányba, hacsak más nem erő zavarja.

A macska ösztönösen tudja, hogy milyen gyorsan kell körbejárni a két erő kiegyensúlyozása érdekében, és pontosan mikor kell becsuknia a száját. Ha még egy másodperc apró töredékére is várt, a gravitációs erő utoléri a tehetetlenséget, aminek következtében az oszlop megszakad, a folyadék visszaesik a tálba, és a macska nyelve üresen jön fel.

A tudósok videójából kiderült, hogy a házimacska másodpercenként körülbelül négy kört tesz meg, és mindegyik kör 0,1 ml folyadékot hoz a szájba. A nagyobb macskák nagyobb folyadékoszlopokat tudnak kihúzni, ezért lassabban körözhetnek.

„A macskának minden egyes alkalommal, amikor a száját becsukja, a folyadék mennyisége a nyelv méretétől és sebességétől függ. Kutatásunk azt sugallja, hogy a macska a sebességet választja a körönként bevitt folyadék mennyiségének maximalizálása érdekében. ”- mondta Jeffrey Aristoff, a tanulmány társszerzője. 'A macskák okosabbak, mint az emberek gondolják, legalábbis ami a hidrodinamikát illeti.'

Cikküket a legfrissebb online kiadásban tették közzéTudomány.