Říká se tomu Grayův paradox. To podle anglického zoologa dvacátého století, sira Jamese Graye, jenž prohlašoval, že delfíni prostě nemají dost síly na to, aby plavali tak rychle.
Vědci z Rensselaer Polytechnic Institute (USA) nyní studovali pohyb delfínů. Zaměřili se na pohyb vody okolo jejich těl. Výsledkem je zjištění, že delfíni mohou svým ocasem vyvinout sílu 180kg (1800N). Gray dříve předpokládal méně než desetinu takové síly a prosazoval, že nějaká vlastnost delfíní kůže jim dovoluje překonávat odpor vody a dosahovat překvapivě vysokých rychlostí.
Podle vedoucího studie Tima Wei je to poprvé, co můžeme tuto záhadu považovat za objasněnou. Krátce řečeno, delfíni jsou jednoduše mnohem silnější, než si Gray a mnozí další představovali.
Tuto pravdu odhalil Wei díky tomu, že využil novou metodu zkoumání pohybu ve vodě. Metoda byla původně vyvinuta pro sledování vrcholových sportovců. Jde o digitální techniku využívající velocimetrie - sledování pohybu částic doplerovým efektem. Sledováním pohybu mnoha částic (Wei vtipně využil bublinek) dává přehled o chování vody okolo plavajícího delfína. Sledovanými pokusnými králíky se stala dvojice delfínů amerického námořnictva, kteří jsou nějakou dobu již na svém delfíním důchodu. Delfíni Primo a Puka byli filmováni v době, kdy byl bazén plněn miliony titěrnými bublinami. Softvér sledující pohyb jednotlivých bublinek vypočítával jejich rychlost a směr pohybu a podle toho jim přiřazoval barvy.
Wei pak použil měření sil, jež používá letecký výzkum a tím získal představu o síle delfíního ocasu. Při běžném pohybu delfín ocasem vyvíjí sílu zhruba 100kg (1000N). Když ale delfín takzvaně kráčí a drží většinu svého těla nad vodou (častý artistický výkon pro pobavení publika v delfináriích), musí vyvinout tah okolo 180kg.
Nyní se profesor Wei chystá zjišťovat sílu dalších vodních živočichů.
Diskuze:
Ja mam pocit,
Jiri Korynta,2008-12-08 15:09:29
ze stani na ocase a pohyb ve volne vode jsou dve ruzne veci. Vzhledem k tomu, ze se amatersky zabyvam aerodynamikou (a mezi aerodynamikou a hydrodynamikou tak velky rozdil nebude, pokud se jedna o velmi nizka Reynoldsova cisla), tak mam pocit, ze mi tu chybi neco jako debata o odporu pri pohybu.
Zakladni for v aerodynamice spociva v mezni vrstve, na kterou udajne kuze delfina dokaze reagovat a prizpusobovat se ji - viz naznak v clanku. To, co potrebuje vysvetleni, je, zda delfin dokaze nebo nedokaze ovlivnovat mezni vrstvu - v tom je jadro pudla.
Ja mam pocit,
Jiri Korynta,2008-12-08 15:03:51
ze stani na ocase a pohyb ve volne vode jsou dve ruzne veci. Vzhledem k tomu, ze se amatersky zabyvam aerodynamikou (a mezi aerodynamikou a hydrodynamikou tak velky rozdil nebude, pokud se jedna o velmi nizka Reynoldsova cisla), tak mam pocit, ze mi tu chybi neco jako debata o odporu pri pohybu.
Zakladni for v aerodynamice spociva v mezni vrstve, na kterou udajne kuze delfina dokaze reagovat a prizpusobovat se ji - viz naznak v clanku. To, co potrebuje vysvetleni, je, zda delfin dokaze nebo nedokaze ovlivnovat mezni vrstvu - v tom je jadro pudla.
Ja mam pocit,
Jiri Korynta,2008-12-08 14:58:58
ze stani na ocase a pohyb ve volne vode jsou dve ruzne veci. Vzhledem k tomu, ze se amatersky zabyvam aerodynamikou (a mezi aerodynamikou a hydrodynamikou tak velky rozdil nebude, pokud se jedna o velmi nizka Reynoldsova cisla), tak mam pocit, ze mi tu chybi neco jako debata o odporu pri pohybu.
Zakladni for v aerodynamice spociva v mezni vrstve, na kterou udajne kuze delfina dokaze reagovat a prizpusobovat se ji - viz naznak v clanku. To, co potrebuje vysvetleni, je, zda delfin dokaze nebo nedokaze ovlivnovat mezni vrstvu - v tom je jadro pudla.
kupodivu...
Egon Egon,2008-11-27 09:59:52
Vše je trošku složitější než to na první pohled vypadá. Je potřeba si uvědomit že na udržení delfína nad hladinou se energie může rovnat nule. Pokud se voda bude chovat jako pevná podložka a delfín dokáže udržet vertikální rovnováhu. Potom je potřebné dodat pouze energie na zvýšení potenciálové energie E=(„h=2m“ x „g=10/m/s2“ x „m=110kg) = 2200J. Pokud čas na překonání výškového rozdílu bude 1,2s tak je potřeba tah 1833N. Jestliže by byl čas 4h vystačí s tahem 0,152N a to zvládne i komár kulturista :-). To byl pouze příklad v reálu je voda tekutá má jistou viskozitu a delfín proměnný tvar ploutve a hydrodynamiku. Pro udržení nad hladinou mu stačí i podstatně méně energie než kdyby plaval ve vakuu. Jednoduše se parametry delfína spočítat nedají. Sice se používá základní fyzika ale ve fantastickém množství vzájemně se ovlivňujících soustav.
Nebesa...
Zdeněk Jurečka,2008-11-26 14:39:56
a s takovýmhle vhledem do problematiky sedíte za monitorem a plýtváte svým talentem? Ať děláte co děláte, okamžitě tam dejte výpověď a vrhněte se na aplikovaný výzkum. Výzkumníky, kteří dokáží věcně definovat problém a vyřešit jej pomocí jednoduchých a tedy i ekonomicky relevantních metod naše věda potřebuje jako sůl.
Promiňte
Zdeněk Jurečka,2008-11-26 14:42:59
Promiňte, jedná se o odpověď na příspěvek Tomáše Bartoňe s názvem "Nebesa...!"
kupodivu...
Tomáš Bartoň,2008-11-26 17:44:29
někdy postačí i onen vysmívaný selský rozum. když delfín dokáže "pochodovat" (no, jak to říct?) po hladině plácáním ocasu, tak asi musí disponovat silou která dokáže ve vzduchu udržet jeho hmotnost. tady by asi desetina odhadované síly opravdu nestačila. v prvním přiblížení zvážím delfína a nedostanu odhad lišící se řádově, i bez tïtulů. či máte na tuto otázku jiný vhled? sem s ním, vzdělávám se rád a stále, mohu i zde :-)
Ech
Zdeněk Jurečka,2008-11-26 18:24:34
víte, zaskočil jste mě. Musím se přiznat, že nejsem žádný odborník na danou problematiku. A z toho jak to předkládáte, to vypadá jednoduše a jasně. Až trestuhodně jasně. Člověk by se skoro podivil, proč takováto zřejmá souvislost "netrkla" člověka jako byl sir Gray a proč se jeho závěry dokonce rozšířily pod vzletným pojmenováním, Grayův paradox... že by v tom byl háček, nebo nikoho nenapadl jednoduchý souměr? Možná máte pravdu a jen trpíp přílišným respektem k lidem, kteří danou problematiku nějakou dobu studovali (což evidentně pěkně flákali).
To: Tomáš Bartoň - kupodivu...
Tomas Denk,2008-11-27 22:38:59
Já bych možná měl trochu jiný pohled na věc. Samozřejmě jsem příznivcem jednoduchých řešení, zvláště pokud splní účel a zvážit delfína pro zíkání spodního odhadu není špatná úvaha.
Důležité ovšem je rozlišit, co vlastně chceme. Jestli tah "pohonu" delfína nebo sílu, kterou jeho ocas tlačí proti vodě. Pokud nás zajímá to druhé, může být chyba odhadu opravdu velká. Je jasné, že delfín ve skutečnosti na ocase nestojí a už vůbec se neopírá o pevnou zem.
Pokud chce delfín udržet nad hladinou část těla o hmotnosti 180kg, potřebuje na to časově průměrovanou sílu ve směru kolmém k hladině, což je pouze průmět celkové síly. Navíc ocas musí měnit směr...není těžké odhadnout, že maximum síly půsibící kolmo na plochu ocasu může být až o řád vyšší. Jelikož evoluce donutila delfíny svůj způsob pohybu optimalizovat (ikdyž ne přímo pro kráčení), tak bych odhadoval, že to nebude o řád. Ale i přesto několikanásobek výše zmíněného odhadu.
Jednotky fyzikálních veličin
Jan Poslušný,2008-11-26 12:10:01
Síla má jednotku "newton", zkratka "N". Moje zkušenost říká, že článek je celkem o ničem, když původní autor nedokáže používat správné jednotky. A skutečně, dozvěděli jsme se, že delfíni vyvíjejí při pohybu sílu okolo 1000N, maximálně kolem 1800N.
Hm, kolikpak takový delfín váží? 180kg? Jestli víc, tak při "stání" na vodě vyvine rozhodně větší sílu než 1800N, i bez doplerovských měření.
Hm, a jaké má delfín ve vodě zrychlení? Při znalosti jeho zrychlení, které se dá odvodit i z videa, a jeho hmotnosti, se dobereme k minimální vyvíjené síle také, a zase bez doplera...
Aha
Zdeněk Jurečka,2008-11-26 14:51:33
již léta si lámu hlavu nad tím, proč má naše republika tak malé zastoupení mezi držiteli Nobelových cen. A teď tomu již rozumím. Když oni všichni sedí na Oslu a obětují svou kariéru popularizaci vědy. Je to věčná škoda. Jako pan Bartoň máte svkělé analytické myšlení a dokážete řešit problémy, na které se ve vědecké komunitě složitě a nákladně přichází, pomocí jednoduchých a efektivních metod. To je ta cesta, kudy bychom se měli ubírat. Držím Vám palce.
a co plavky?
Tomas Nemec,2008-11-26 09:51:11
A co ten tyjatr kolem vsech tech novych typu plavek? Podobaji se taky cim dal vic delfinum. Nevim jestli je to spravna cesta :) Mozna ze to vsechno ceka na jednoho genialniho plavce po vzoru bezce Bolta, kterej to vsem nanda o tridu i bez tech vsech serepeticek.
Nebesa...!
Tomáš Bartoň,2008-11-26 06:10:19
takovouhle hloupost člověk dokáže spočítat pomocí primitivní fyziky, nepotřebuje na to složité dopplerovské monstrum...!
Dopplerovské monstrum
Josef Pazdera,2008-11-26 08:25:00
Někdy je použití dopplerova efektu racionální. Tak například se s podobným principem založeným na vyhodnocení pohybu červených krvinek v krevním řečišti můžete setkat i ve stetoskopech. Výhodou takových zařízení je, že můžete pacienta vyšetřit (zjistit srdeční pulz) i v prostředí kde okolní hluk dosahuje 100 decibelů. Cena se přitom pohybuje zhruba na dvou stovkách dolarů.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
