October 24, 2013

by Bob Yirka , Phys.org

weblog

Credit: puppy-training-solutions

(Phys.forskere ved Georgia Institute of Technology har oppdaget at pattedyr over en viss størrelse ser ut til å være i samsvar med det de har kalt, «loven om urinering»—det vil si pattedyr av alle størrelser, rapporterer de, tar omtrent 21 sekunder å tømme blæren. Ikke fornøyd med å bruke eksisterende data, forskerteamet foretok feltarbeid-besøkte dyreparker og andre steder hvor dyr bor – hvor de filmet dyrene som urinerte(eller medisinsk sett-engasjert i miktur). De har skrevet en artikkel som beskriver sine opplevelser og resultater, og har lagt den ut på preprint server, arXiv, for de som ønsker å gjennomgå sitt arbeid.studien, ledet Av Professor David Hu, begynte som et fluidmekanikk puslespill: hvor lang tid skal det ta dyr av forskjellige størrelser å tisse?- et tilsynelatende gyldig spørsmål med tanke på forskjellene i størrelse på ikke bare dyrene, men kroppsdelene de bruker når de lindrer blæren. Teamet bemerker at det er to hoveddeler involvert: blæren og urinrøret-det halmlignende røret som bærer urin fra blæren til omverdenen. De merker at tyngdekraften er et problem med urineringsmekanikk—store dyr, som elefanter (som kan tømme opptil 42 liter i en utgivelse) har en tendens til å tillate tyngdekraften å gjøre alt arbeidet. Mindre dyr, som hunder eller geiter bruke muskler til å hjelpe prosessen sammen.Hu overlot det til teamet sitt (av undergrads) for å samle feltdata, registrere dyr på forskjellige steder da de lettet seg, forhåpentligvis uten å tiltrekke seg varsel fra andre, bekymret for at de kanskje har mindre enn vitenskapelige forestillinger i tankene, for å lære mer. Ved å studere videoene, sammen med andre funnet På YouTube, oppdaget teamet at uansett størrelse syntes alle fagene å ta omtrent samme tid for å fullføre jobben. Dessuten oppdaget de at kroppsdelene som dyrene brukte til å urinere, hadde samme proporsjoner, størrelsesmessig.Hu og hans team spekulerer ikke på hvorfor dyr som er større enn flaggermus og rotter (de tar bare et sekund å urinere) tar omtrent samme tid å tisse, men vær oppmerksom på at naturen ser ut til å ha sørget for at det ikke ville ta for lang tid. Med elefanter for eksempel er urinrøret så lenge at urinen øker når den faller, og brister ut av dyret som en brannslange. De merker også at de ikke testet mennesker, selv om de foreslår at det er sannsynlig at folk også overholder loven om vannlating, så lenge de går når blærene er fulle, i stedet for når det bare er praktisk.

Mer informasjon: Lov Av Vannlating: alle pattedyr tømme sine blærer over samme varighet, arXiv:1310.3737 arxiv.org/abs/1310.3737

Abstract
urinsystemet utviklet seg til å skille ut væsker fra kroppen raskt og effektivt. Til tross for en lang historie med vellykkede urologibehandlinger hos mennesker og dyr, har urineringsfysikken fått relativt liten oppmerksomhet. I denne kombinerte eksperimentelle og teoretiske undersøkelsen belyser vi hydrodynamikken av urinering over fem størrelsesordener i dyremasse, fra mus til elefanter. Ved hjelp av høyhastighets fluiddynamikkvideoer og strømningshastighetsmåling ved Zoo Atlanta, oppdager vi «Lov Om Urinering», som sier at dyr tømmer blærene sine over nesten konstant varighet på gjennomsnittlig 21 sekunder (standardavvik 13 sekunder), til tross for en forskjell i blærevolum fra 100 mL til 100 L. Denne prestasjonen er muliggjort av den økende urinrøret lengden på store dyr som forsterker gravitasjonskraft og strømningshastighet. Vi demonstrerer også utfordringene urinsystemet står overfor for gnagere og andre små pattedyr som urinstrømmen er begrenset til enkeltdråper. Våre funn viser at urinrøret utviklet seg som en strømningsfremmende enhet, slik at urinsystemet kan skaleres opp uten å kompromittere funksjonen. Denne studien kan bidra til å diagnostisere urinproblemer hos dyr og inspirere utformingen av skalerbare hydrodynamiske systemer basert på de i naturen.

Journal informasjon: arXiv

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.