Фізика пояснює: тварини ссавців займають той самий час, щоб мочитися

Ви коли-небудь зупинялися, щоб переглядати час мочиння корови чи слона? Група вчених з технологічного інституту Джорджії вирушила до зоопарку в столиці Атланті, дивно провівши місію спостерігати за тим, як тварини мочаться.

Ідея полягала саме в тому, щоб з'ясувати, скільки часу потрібно кожній тварині підглядати, і на їх подив, відповідь така: якщо тварина ссавець, незалежно від її розміру, час, який потрібно заглянути, буде однаковим: 21 секунд

Особливість стала відома як «Закон Пі», що має право на формули, фізичну та математичну підтримку. Відео, яке ви побачите нижче, ілюструє ці висновки, і, щоб краще зрозуміти деталі, ми пояснимо їх вам.

А відмінності?

Які зміни в тварині мочиться? Стиль крапельниці з мишами; кози сечовипускають мочовий стиль; корови звільняють свого мокротиння більш жорстко, таким чином, класифікуючись як швидкий - так роблять слони.

Фізика приходить, щоб пояснити, чому потрібен той самий час, щоб спорожнити величини, які так різняться різними способами, і тваринам різної маси. Крім того, потрібно враховувати довжину уретри, яка у великих тварин більша і збільшує діюче гравітаційне зусилля - тому слони, кози та корови не пикають на краплі.

Аналізи показали, що сечовипускальний канал служить підсилювальним пристроєм для всієї сечовидільної системи, дозволяючи збільшити його без пошкоджень. Перш ніж замислюватися, чому це було б корисно, пам’ятайте, що це дослідження може допомогти діагностувати та вирішити проблеми з сечовипусканням у тварин, зрештою, кожне невелике відкриття є важливим, якщо мова йде про науку.

Розрахунки

Перегляньте ці презентації у наступному відео. Він демонструє Пі-Ло з деякими шаленими формулами, які, навіть якщо ви їх не розумієте, можуть зрозуміти, на що вони посилаються. Одне із зіставлень між мочинням різних тварин показує, як відбувається потік уретри з різними за розмірами променями (хв. 1:36).

Різноманітність потоку та розмірів уретри сприяє тваринам різної величини з різною масою та різним об'ємом у своїх сечових міхурах (хвилинний графік 1:50), який займає той самий час, щоб мочитися. Фізично кажучи, це прирівнюється до рівняння, що включає об’єм сечового міхура, тиск, до якого він обумовлений, і інерцію (хвилина 2:14). Не кажучи вже про розрахунки потоку, маси тварин та інші варіанти, які ваш вчитель фізики може освоїти повністю.