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Physiker entdecken die universelle „Nass-Hunde-Shake“-Regel
Eine Frage, über die viele Hundebesitzer schlaflose Nächte verbracht haben werden. Wie schnell sollte ein nasser Hund seinen Körper schwingen lassen, um sein Fell zu trocknen?
Heute haben wir dank der Pionierarbeit von Andrew Dickerson vom Georgia Institute of Technology in Atlanta und einigen Kumpels eine Antwort. Aber darüber hinaus erzeugt ihre Arbeit ein interessantes neues Rätsel über die Natur der geschüttelten Felldynamik.
Dickerson und Co. filmten eine Reihe von Hunden, die ihr Fell zitterten, und verwendeten die Bilder, um die Schwingungsdauer der Haut der Hunde zu messen. Bei einem Labrador Retriever sind das 4,3 Hz.
Sie erstellten dann ein einfaches mathematisches Modell dessen, was vor sich geht. Sie argumentierten, dass das Wasser durch die Oberflächenspannung zwischen der Flüssigkeit und den Haaren an den Hund gebunden wird. Wenn der Hund zittert, ziehen Zentripetalkräfte das Wasser weg. Damit das Wasser aus dem Fell herausgeschleudert werden kann, muss die Zentripetalkraft die Oberflächenspannung überschreiten.
Dieses Modell führt zu einer interessanten Vorhersage. Wenn das Tier einen Radius R hat, muss die Schüttelfrequenz mit R^0.5 skalieren. Das macht Sinn, kleinere Tiere müssen schneller schwingen, um Kräfte zu erzeugen, die groß genug sind, um sich selbst zu trocknen.
Um herauszufinden, ob das in der Natur zutrifft, haben Dickerson und seine Freunde Filme von verschiedenen Tieren unterschiedlicher Größe untersucht. Sie fanden heraus, dass eine Maus mit 27 Hz zittert, eine Katze mit etwa 6 Hz und ein Bär mit 4 Hz. Die Schüttelfrequenzen nähern sich asymptotisch 4 Hz, wenn die Tiere größer werden, schlussfolgern sie.
Zusammengenommen ist die beste Anpassung für diese Daten jedoch nicht wie vorhergesagt R^0,5. Stattdessen gilt für geschütteltes Fell die allgemeine Regel, dass die Häufigkeit mit R^0,75 zunimmt.
Offensichtlich verfehlt ihr Modell einen wichtigen Korrekturfaktor. Dickerson und Co machen einen Vorschlag. In ihrem Modell ist der Radius der Abstand vom Zentrum des Tieres zu seiner Haut. Vielleicht macht das Fell einen Unterschied, heißt es in einem Video, das für die 2010 APS Gallery of Fluid Motion gedacht ist.
Könnte sein. Es gibt sicherlich Pfoten zum Nachdenken (ähem).
Weitere Ideen bitte im Kommentarbereich.
Ref: arxiv.org/abs/1010.3279 : Der Wet-Dog-Shake