211service.com
Des physiciens découvrent la règle universelle du « Wet-Dog Shake »
C'est une question à laquelle de nombreux propriétaires de chiens auront passé des nuits blanches à réfléchir. À quelle vitesse un chien mouillé doit-il faire osciller son corps pour sécher sa fourrure ?
Aujourd'hui, nous avons une réponse grâce au travail de pionnier d'Andrew Dickerson au Georgia Institute of Technology à Atlanta et de quelques copains. Mais plus que cela, leur travail génère une nouvelle énigme intéressante sur la nature de la dynamique de la fourrure secouée.
Dickerson et co ont filmé un certain nombre de chiens secouant leur fourrure et ont utilisé les images pour mesurer la période d'oscillation de la peau des chiens. Pour un labrador retriever, cela s'avère être de 4,3 Hz.
Ils ont ensuite créé un modèle mathématique simple de ce qui se passe. Ils ont estimé que l'eau est liée au chien par une tension superficielle entre le liquide et les cheveux. Lorsque le chien tremble, les forces centripètes éloignent l'eau. Ainsi, pour que l'eau soit éjectée de la fourrure, la force centripète doit dépasser la tension de surface.
Ce modèle conduit à une prédiction intéressante. Si l'animal a un rayon R, la fréquence d'agitation doit être mise à l'échelle avec R^0,5. Cela a du sens, les petits animaux devront osciller plus rapidement pour générer des forces suffisamment importantes pour se sécher.
Pour savoir si cela s'applique dans la nature, Dickerson et ses amis ont étudié des films de divers animaux de différentes tailles. Ils ont découvert qu'une souris tremblait à 27 Hz, un chat à environ 6 Hz tandis qu'un ours tremblait à 4 Hz. Les fréquences de secousses approchent asymptotiquement de 4 Hz à mesure que les animaux grandissent, concluent-ils.
Mais pris ensemble, le meilleur ajustement pour ces données n'est pas R^0,5 comme prévu. Au lieu de cela, la règle universelle pour la fourrure secouée est que la fréquence augmente avec R^0,75.
De toute évidence, leur modèle manque un facteur de correction important. Dickerson et co font une suggestion. Dans leur modèle, le rayon est la distance entre le centre de l'animal et sa peau. Peut-être que la fourrure fait une différence, disent-ils dans une vidéo destinée à l'APS Gallery of Fluid Motion 2010.
Peut-être. Cela donne certainement des pattes pour la réflexion (ahem).
D'autres idées dans la section commentaires s'il vous plaît.
Réf : arxiv.org/abs/1010.3279 : Le Wet-Dog Shake