Pattedyr har brug for en måde at udskille ekstra væske og affaldsprodukter fra stofskiftet på. Men de er også nødt til at gøre det over et enormt spænd i kropsstørrelser, fra en kat på 3 kg til en elefant på 5000 kg. Hvordan bruger de fysikken til at sikre, at de alle kan tisse på en rimelig tid?
Loven om vandladning er et eksempel på allometri, som er studiet af forholdet mellem kropsstørrelse og en række variabler, herunder kropsform, anatomi, fysiologi eller adfærd. I denne undersøgelse undersøgte vi, hvor hurtigt dyr kan afgive urin på trods af, at de er en faktor 1000 i størrelse. Den brede vifte af dyrs kropsstørrelser er en af grundene til, at dyrene ser så forskellige ud og bevæger sig så forskelligt, lige fra sædceller til kaskelothvaler.
For at forstå urinering var det nødvendigt at bruge love fra væskemekanikken, som er studiet af bevægelser og kræfter i gasser og væsker som luft og vand. Fluidmekanik gør sport spændende, f.eks. softball, fodbold og surfing. Fænomener som turbulens, den iboende uforudsigelighed i hurtige væskestrømme, kan påvirke vejret og flyrejser. Ideer fra væskemekanikken kan endda bruges til at modellere myrers eller bilers bevægelse i trafikken.
Hu har skrevet endnu en lektion til MIT Blossoms, hvis du ønsker at gå i dybden med de ligninger, der dikterer Toricelli’s lov. Her er en time med aktiviteter afvekslet med forelæsning. En lektion i en lignende stil gennemgår, hvordan myg flyver i regnvejr.
Hvis fysikken i dyrs bevægelse interesserer dig, er dette blot begyndelsen. Lær, hvordan slanger kan flyve, hvordan myrer kan forbinde deres kroppe for at bygge vandtætte flåder, og hvordan robotter kan designes efter vandmænd, vandløbere og kakerlakker. Dette område kaldes komparativ biomekanik, og David Hu har udgivet en bog om emnet på Princeton University Press.