Новое исследование Технологического института Джорджии изучило, насколько быстро мочатся 32 животных. Оказывается, все примерно одинаково. Хотя мочевой пузырь слона в 3600 раз больше, чем у кошки (18 литров против 5 миллилитров), оба животного освобождаются примерно за 20 секунд. Фактически, все животные, которые весят более 3 кг (6,6 фунта), мочатся за один и тот же промежуток времени.
«Это возможно, потому что у более крупных животных уретра длиннее, — сказал Дэвид Ху, доцент Технологического института Джорджии, руководивший исследованием. «Вес жидкости в уретре выталкивает жидкость наружу. А поскольку уретра длинная, скорость потока увеличивается».Например, уретра слона имеет длину один метр.
Давление жидкости в нем такое же, как на дне бассейна глубиной три фута. Слон мочится четыре метра в секунду, или такой же объем в секунду, как пять насадок для душа.
«Если бы его уретра была короче, слон мочился бы дольше и был бы более уязвим для хищников», — пояснил Ху.Результаты противоречат исследованиям, которые показывают, что поток мочи контролируется давлением в мочевом пузыре, создаваемым сокращением мышц. Исследование было только что опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Ху и аспирантка Патрисия Ян заметили, что гравитация позволяет более крупным животным опорожнять мочевой пузырь струями или листами мочи. Воздействие гравитации на мелких животных минимально.«Они мочатся маленькими каплями из-за высокой вязкости и капиллярных сил.
Это как мочиться в космос», — сказала Ян, которая учится на докторскую степень в Школе машиностроения Джорджа Вудраффа. «Мыши и крысы убегают менее чем за две секунды. Летучие мыши — за доли секунды».Исследовательская группа пошла в зоопарк, чтобы посмотреть, как 16 животных спасаются, а затем посмотрела 28 видео на YouTube.
Они видели коров, лошадей, собак и многое другое.Чем больше они смотрели, тем больше понимали, что их выводы могут помочь инженерам.«Оказывается, вам не нужно внешнее давление, чтобы быстро избавиться от жидкостей», — сказал Ху. «Природа разработала способ использовать гравитацию вместо того, чтобы тратить впустую энергию животных».
Ху предлагает системы для резервуаров для воды, рюкзаков и пожарных рукавов, которые можно построить для большей эффективности. В качестве примера он и его ученики создали демонстрацию, которая опорожняет чашку, кварту и галлон воды за одно и то же время, используя соединенные трубки различной длины. Во втором эксперименте команда наполняет три чашки одинаковым количеством воды, а затем наблюдает, как они опорожняются с разной скоростью.
Чем длиннее трубка, тем быстрее она опорожняется.«Природа показала нам, что какой бы большой пожарный автомобиль ни был, вода может выходить одновременно с крошечным грузовиком», — добавил Ху.Уловка в гравитации.
Ньютон гордился бы.