Рус
Eng
Японские физики рассчитали дальность "выстрела" пингвинами фекалий

Японские физики рассчитали дальность "выстрела" пингвинами фекалий

12 июля , 12:03НаукаPhoto: discoveranimals.co.uk
Расчеты японских ученых, которые вычислили траекторию полета фекалий пингвинов и ректальное давление, необходимое для запуска кала, показали, что ближе 1,34 метра к пингвинам приближаться не стоит - именно такое расстояние полета экскрементов достигается, если гнездо находится на камне, высотой в два метра.

Решение этой задачи японские физики предложили для преподавания курса теоретической механики, сообщает Nplus1.ru со ссылкой на публикацию научной статьи на сайте ArXiv.org.

Дело в том, что поскольку пингвины довольно долго высиживают яйца, порой до 100 дней, то для того, чтобы не покидать нагретое место и содержать его в чистоте, они выстреливают своими фекалиями на расстояние примерно 40 см, сравнимое с их ростом, а кроме того, с помощью своих фекалий они плавят снег на своей территории, занимаясь ее благоустройством.

Таким образом, результаты исследования ученых, помимо теоретического назначения, имеют вполне прикладное, практическое применение - теперь людям известно, на каком расстоянии следует держаться подальше от пингвинов, высиживающих яйца, например, при посещении океанариума или зоопарка, чтобы не стать невольной мишенью обитателей Антарктиды.

Photo:nplus1.ru

17 лет назад исследователи уже воспользовались результатами накопленных наблюдений, чтобы оценить ректальное давление. Физики выяснили, что давление колеблется в пределах значений от 10 до 60 килопаскалей и зависит от вязкости фекалий и размера клоаки пингвинов. Но они тогда учитывали давление только через горизонтальную составляющую траектории.

Теперь японские исследователи рассчитали максимальное расстояние полета фекалий пингвинов с высоты их гнезда. При этом они внесли коррективы в значение ректального давления с учетом движения фекалий по желудку в поле действия силы тяжести. В новой модели ученых желудочно-кишечный тракт пингвина рассматривается в качестве цилиндра с боковым кишечным отверстием.

Photo:nplus1.ru

Сначала физики примерно оценили верхнюю границу максимального расстояния полета без учета сопротивления воздуха, используя уравнение полета снаряда, который запущен под углом к горизонту.

В океанариуме Катсурахама средняя высота камней в вольере для пингвинов составляет 1,1 метра — при такой высоте максимальное расстояние полета фекалий достигает 1,03 метра при угле к горизонту в 21 градус. При максимальной же высоте камней - два метра к пингвинам лучше не подходить на расстояние в 1,34 метра.

После этого исследователи ввели в свои расчеты значения сопротивления воздуха. Расстояние полета фекалий пингвина оказалось при этом куда выше, что и предполагалось.

С учетом же работы силы тяжести ректальное давление уменьшилось относительно прошлой оценки с 4,6 до 2,3 килопаскаля при тех же параметрах. Время прохождения фекалий через кишечник было оценено в 0,45 миллисекунд. За это время поток фекалий получает дополнительное давление, которое не учитывалось в прошлой работе. В результате максимальное ректальное давление оказалось почти в полтора раза больше при одном и том же размере ректального отверстия.

В перспективе, как отмечается в статье, японские ученые намерены исследовать более сложный вариант неоднородного выброса смеси фекалий и мочи, поскольку все выводящие пути пингвина пересекаются в клоаке. А кроме того они рассмотрят более сложные гидродинамические модели поведения фекалий в желудке, кишечнике и воздухе.

В завершение своих выводов, физики привели в своей статье оценочные значения зоны поражения фекалиями человека при таком же ректальном давлении, как и у пингвинов — ближе трех метров к такому человеку лучше не приближаться.

Отмечается, что итоги данных исследований не только помогут людям избежать неловких ситуаций, но и могут использоваться в качестве неординарной задачи для курса теоретической механики в учебных заведениях.

Found a typo in the text? Select it and press ctrl + enter