Колко бързо кръвта се разпространява във водата (в смисъл на акула) Ракета

водата

Въпрос на време

Отговаряме на този въпрос с помощта на Марк Айхенлауб, доктор на науките, изследовател по физика и физическо образование в Университета на Мериленд. В случая на акулата, за да наречем проблема по име, миризмите логично се предават в носа на животното. Но колко време имаме? Да предположим, че най-близката акула плува на четвърт миля (около 400 метра от нас. Чудя се колко време отнема миризмата на нашата кръв да пътува толкова много във водата?

Водните молекули отскачат нон-стоп, отчасти в произволно движение. Поради произволно движение, близките молекули се разпръскват с течение на времето. Този тип движение се нарича дифузия.

Миризмата е просто свързване на химикали с рецепторите в носа на същество (Акула. ​​Името на съществото е акула. ​​Или баракуда. Вероятно гигантски калмари.). Миризмата, по дефиниция, не пътува веднага до акулата. В този случай кръвта трябва да се дифузира, докато концентрацията, измерена на разстояние от акулата, е достатъчно висока, за да може животното да се чувства.

Дифузен проблем

Дифузията се описва с дифузионното уравнение и в този случай триизмерна версия, зависима от времето. Тъй като работим с голямо количество (за съжаление имаме изстрел на горната част на ръката, артерията не е засегната, но те кървят нормално), можем да разглеждаме източника на кръв като точкова маса, така че е възможно да се реши уравнението на дифузията Зелена функция, която е приблизително триизмерна функция на Гаус. Ще има 2. Според Уикипедия акулите могат да разпознаят част от нещо (от кръв. Това е нашата кръв. Акулите преминават отлични тестове за разпознаване на кръв.)

Да кажем, че акулата е на 400 метра от нас, когато кацнем, и след това губим литър (кг) кръв доста бавно.

Чрез грубо изчисление разстоянието (d), върху което се разпространяват молекулите, зависи от квадратния корен на времето, t = d2/D, където D е дифузионната константа. Използвайки някаква алгебра, това е същото като d/t = D/d, но d/t е средната скорост (v), така че: v = D/d

С увеличаването на разстоянието (d) скоростта спада. Колкото по-голямо е разстоянието, което молекулите трябва да изминат, толкова по-бавно ще изминат средно. Във водата типичната дифузионна константа на средно голяма молекула е приблизително. 5 по 10 е минус 6 при квадратни сантиметри.