Fizica uimitoare la locul de muncă atunci când paharul bea

Oamenii de stiinta de la MIT, Virginia Tech si Universitatea Princeton au studiat felul in care pisicile domestice si salbatice beau si au gasit un echilibru rafinat al celor doua forte la locul de munca.

Modul în care băuturile pisicilor a fost descris pentru prima dată în 1940, când inginerul MIT Doc Edgerton a folosit lumini stroboscopice pentru a face un film cu acțiune de oprire a unei pisici domestice care lapte lapte. Acest material a arătat că pisicile își extind limbile direct în jos spre castron cu vârful limbii curbate ca o capitală "J" pentru a forma o ladă, astfel încât suprafața superioară a limbii să atingă de fapt lichidul în primul rând.

Dar filmul lui Edgerton a capturat doar o parte din frumusețea mecanismului de băut al pisicilor.

Oamenii de știință au presupus că pisicile, ca și câinii, își folosesc limbile ca o boabă pentru a scoate orice lichid pe care îl beau. Cu toate acestea, videoclipurile de mare viteză realizate de echipa de cercetare au arătat adevărul: Pisicile nu își înmoaie limbile în lichid și nu-l învață până la urmă.

În schimb, atunci când o pisică iese, vârful limbii absoarbe abia suprafața și apoi se retrage. Într-adevăr, o coloană de lapte se formează între limba în mișcare și suprafața lichidului. Apoi, pisica își închide gura și se ciocănește deasupra coloanei, menținându-și bărbia uscată în timp ce savurează o băutură.

Cum a început chiar acest studiu? Profesorul MIT, Roman Stocker, expert în mecanica fluidelor, îi urmărea pisica, Cutta Cutta, care bea la micul dejun. El a devenit fascinat de mișcare și a decis să afle mai multe.

Stocker a adunat o echipă, incluzând ingineri, fizicieni și matematicieni, pentru a investiga misterul felului în care lucrează pisica. Spre deosebire de cea mai mare parte a cercetărilor științifice, acest studiu nu a beneficiat de finanțare externă și nu a implicat activitatea asistenților postuniversitare.

Cercetătorii au analizat înregistrările video ale pisicilor domestice și ale pisicilor sălbatice și au descoperit că toți au băut în același mod: limba pisicii se extinde, se îndoaie și suprafața superioară a vârfului limbii intră în contact cu lichidul, t rupe suprafața lichidului. Unele lichide se lipesc de limbă și se ridică într-o coloană, pe măsură ce pisica își trage limba înapoi.

Echipa a construit apoi un model robotic al unei limbi de pisică care se putea deplasa în sus și în jos peste un castron de apă, permițându-i să exploreze mecanismele matematice și fizice care stau la baza lipirii.

Coloana lichidă, se pare, este creată de un echilibru delicat între gravitate, care trage lichidul înapoi în vas și inerția, care în fizică se referă la tendința lichidului sau a oricărei materii de a continua să se deplaseze într-o direcție, cu excepția cazului în care altul forța interferează.

Pisica știe cu exactitate cât de repede se poate deplasa pentru a echilibra aceste două forțe și chiar când să-și închidă gura. Dacă ar fi așteptat încă o mică fracțiune de secundă, forța gravitației va depăși inerția, făcând coloana să se rupă, lichidul să cadă înapoi în castron și limba pisicii să iasă în gol.

Videoclipul oamenilor de știință a arătat că pisicile domestice produc aproximativ patru ture pe secundă și fiecare dintre aceste ture aduce în gură 0,1 mililitri de lichid. Pisicile mai mari pot desena coloane mai mari de lichid și, prin urmare, pot circula mai lent.

Cantitatea de lichid disponibil pentru ca pisica sa capteze de fiecare data cand isi inchide gura depinde de marimea si viteza limbii. Cercetările noastre sugerează că pisica alege viteza pentru a maximiza cantitatea de lichid ingerată pe tură ", a spus Jeffrey Aristoff, co-autor al studiului. "Pisicile sunt mai deștepte decât cred oamenii, cel puțin atunci când vine vorba de hidrodinamică".

Articolul lor a fost publicat în cea mai recentă ediție online a Ştiinţă.

[Surse: The Guardian și PhysOrg]