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I fisici scoprono la regola universale del 'agitazione del cane bagnato'
È una domanda a cui molti proprietari di cani avranno passato notti insonni a meditare. Con quale rapidità un cane bagnato dovrebbe far oscillare il corpo per asciugare il pelo?
Oggi abbiamo una risposta grazie al lavoro pionieristico di Andrew Dickerson al Georgia Institute of Technology di Atlanta e ad alcuni amici. Ma oltre a questo, il loro lavoro genera un nuovo interessante enigma sulla natura delle dinamiche della pelliccia scossa.
Dickerson e colleghi hanno filmato un certo numero di cani che scuotevano il pelo e hanno usato le immagini per misurare il periodo di oscillazione della pelle dei cani. Per un labrador retriever, questo risulta essere 4,3 Hz.
Hanno quindi creato un semplice modello matematico di ciò che sta accadendo. Hanno ragionato che l'acqua è legata al cane dalla tensione superficiale tra il liquido e il pelo. Quando il cane trema, le forze centripete allontanano l'acqua. Quindi, affinché l'acqua venga espulsa dalla pelliccia, la forza centripeta deve superare la tensione superficiale.
Questo modello porta a una previsione interessante. Se l'animale ha un raggio R, la frequenza di scuotimento deve scalare con R^0.5. Ciò ha senso, gli animali più piccoli dovranno oscillare più velocemente per generare forze abbastanza grandi da asciugarsi.
Per scoprire se ciò si applica in natura, Dickerson e compagni hanno studiato film di vari animali di diverse dimensioni. Hanno scoperto che un topo trema a 27 Hz, un gatto a circa 6 Hz mentre un orso trema a 4 Hz. Le frequenze di scossa si avvicinano asintoticamente a 4Hz man mano che gli animali crescono di dimensioni, concludono.
Ma presi insieme, il miglior adattamento per questi dati non è R^0.5 come previsto. Invece la regola universale per il pelo scosso è che la frequenza aumenta con R^0,75.
Chiaramente, al loro modello manca qualche importante fattore di correzione. Dickerson e co danno un suggerimento. Nel loro modello, il raggio è la distanza dal centro dell'animale alla sua pelle. Forse la pelliccia fa la differenza, dicono in un video destinato all'APS Gallery of Fluid Motion 2010.
Forse. Certamente dà le zampe per pensare (ehm).
Ulteriori idee nella sezione commenti per favore.
Rif: arxiv.org/abs/1010.3279 : The Wet-Dog Shake