Emoji hovínka skrývá hlubší pravdu o fyzice, odhaluje studie

Proč vypadá „emoji hovínka“ tak, jak vypadá? Fyzika má odpověď: jak se většina zvířat vyprazdňuje směrem dolů, každá nová cívka dopadá na kratší vzdálenost a přirozeně vytváří známý kuželovitý vír.

Nová studie odhaluje, že když je tento proces obrácen, jako u určitých červů, stejné zákony vytvářejí zcela odlišné tvary, což dokazuje, že i naši nejvtipnější ikonu formuje gravitace a materiálová věda.

Emoji poo napodobuje typickou hromadu výkalů, kterou můžete vidět v přírodě; má spirálu, širší u základny než nahoře, a vypadá spíše jako spirála měkké zmrzliny (ačkoli to není zdaleka tak chutné).

Je tomu tak proto, že většina zvířat vykonává svou činnost směrem dolů, takže jak spirály výkalů rostou výše, klesá výška pádu a také velikost každé následné spirály.

Ale někteří červi, jako lugworm, vzdorují gravitaci a kakají nahoru. To vytváří poněkud odlišný tvar – věž, jejíž poloměr cívky zůstává konstantní a jednotný, spíše než se zužuje do kopce.

„Lugworms vykazují neobvyklý mechanický režim: vytlačují měkký materiál nahoru proti gravitaci, takže jejich odlitky zkoumají antigravitační vyboulení měkkých pevných látek spíše než gravitační navíjení pozorované u většiny zvířat, kde je poloměr cívky dán výškou lejna,“ vysvětluje Daniel Bonn, korespondent z Ústavu fyziky, University of Amsterdam.

Ale proč? To je otázka, která mátla i Charlese Darwina. Odpověď spočívá v zákonech pružného navíjení lana, které matematicky popisují, jak se lana a další materiály svíjejí.

Bonn, spolu s Mehdi Habibi z Wageningen University and Research a Neil M. Ribe z CNRS/Université Paris-Saclay, použili tento princip k prozkoumání příčin dvou různých tvarů.

Zjistili, že důležitá je tuhost materiálu a směr gravitace vzhledem ke směru vytlačování. To znamená, že fyzika trumfuje biologii a evoluci při určování tvaru jednoho hovínka.

„Naše teorie a experimenty ukazují, že poloměr cívky je dán průměrem hovínka (který samozřejmě závisí na druhu) a elasticitou a hustotou hovínka. Poslední dvě se mohou poněkud (ale ne moc) lišit podle stravy,“ vysvětlil Bonn. „Takže Darwinovi dešťoví červi vytvářejí velmi malé závitky, protože průměr lejna je malý, luští červi jsou ve skutečnosti mnohem větší a vytvářejí mnohem větší závity. Myslím, že to je hlavní biologický vliv.“

A jejich pozorování platí pro mnoho dalších materiálů, včetně extrudovaného hrachového těsta a dokonce i těstovin.

„Existuje spousta potravin vyrobených vytlačováním, vzpomeňte si na těstoviny a nudle, všechny druhy sladkostí,“ řekl Bonn.

Jaké aplikace však může mít tento výzkum mimo potravinářství, jako je strojírenství, výroba nebo věda o materiálech?

„Pro strojírenství to může být velmi jednoduchý způsob výroby pružin. Pohybem substrátu během navíjení byla vytvořena široká škála struktur, což vedlo ke krásným a někdy užitečným vzorům,“ řekl Bonn.

Bonn a jeho kolegové nyní plánují navrhnout druhé emotikony poo a oficiálně jej navrhnout konsorciu Unicode, takže na svém telefonu můžete ještě vidět jiné emotikony poo.

List vyšel v Příroda komunikace.

Fakta ověřená Mikem McRae.

Poznámka redakce: Tento příběh byl původně publikován na našem vyhrazeném Web Health & Science Refractor.io před týdnem.