Рассчитана частота колебаний отряхивающейся собаки

Многие собаководы проводили целые ночи в размышлениях о вечном вопросе: какова частота колебаний отряхивающей свою шкуру собаки? Теперь ответ найден благодаря работе Эндрю Дикенсона из Технологического института Джорджии и нескольких его коллег. Помимо того что их работа ведет к новым интересным вопросам динамики отряхиваемой шкуры, необходимо отметить оригинальность работы, ибо до сих пор этот важный вопрос, оставался без внимания исследователей.

Дикерсон и команда засняли на видео несколько отряхивающихся собак и при помощи этих кадров измерили частоту колебания собачьей тушки. Для лабрадора ретривера эта частота оказалась равной 4,3 Гц. Затем они построили математическую модель этого процесса, которая оказалась довольно простой. Они рассуждали следующим образом: вода удерживается на шкуре благодаря поверхностному натяжению между жидкостью и волосками шерсти. Когда собака отряхивается, вода разлетается в стороны под действием центростремительной силы в том случае, если последняя пересиливает поверхностное натяжение.

Частота колебаний лабрадора ретривера составляет 4,3 Гц.

Из этой модели можно сделать любопытные выводы. Положим, радиус собаки - R, тогда частота отряхивания должна быть R^0,5. В целом это не противоречит здравому смыслу - животным меньшего размера нужно отряхиваться с большей частотой колебания, чтобы центростремительная сила была достаточной.

Чтобы выяснить, насколько модель согласуется с реальностью, Дикерсон и коллеги изучили видеозаписи с животными разных размеров. Они обнаружили, что мышь отряхивается с частотой 27 Гц, кошка - приблизительно 6 Гц, а медведь - 4 Гц. "Частота колебаний асимптотически приближается к 4 Гц, по мере того как размер животного увеличивается", - заключили исследователи.

Полученные данные не совсем уложились в рассчитанные для собак R^0,5. Вместо того универсальное правило для всех отряхивающихся животных гласит, что частота колебаний возрастает по формуле R^0,75.

Очевидно, при создании модели был упущен какой-то важный фактор, который в действительности вносит свои коррективы. Дикерсон и коллеги выдвинули следующее предположение. В их модели радиус - это расстояние от центра животного до его кожи. Возможно, необходимо учесть характеристики самой шерсти.