Bazilíškův běh po vodě

3. srpen 2009 | 06.00 |

Schopnost pohybovat se na vodní hladině byla zkoumána u různých živočichů. Například u ještěrek Basiliscus basiliscus byl studován vzájemný vztah mezi hmotností těla a schopností pohybu po vodní hladině. Byla prováděna měření morfologická, hydrodynamická i kinematická. Tak bylo zjištěno, že ještěrka o hmotnosti 2 gramy je schopna vyprodukovat silový impuls, který je více než dvojnásobkem oproti velikosti potřebné ke zvednutí hmotnosti těla. Naproti tomu 200 gramová ještěrka v optimálním případě jen stěží unese hmotnost svého těla. Bylo zjištěno, že nejdůležitější pro pohyb po vodě je úder nohy na vodní hladinu a její vytažení před tím, než se uzavře vzduchová "kapsa" ve vodní hladině.

A jak by to bylo s běháním třeba člověka po vodní hladině? Tímto problémem se zabýval například vědec z Harvardské univerzity Deniz Ertaz. Je-li voda o hustotě r odtlačena rychlostí v nohou o ploše S vznikne síla

F = r . S . v2

Pokud bychom podle něj předpokládali stejný způsob pohybu jako u ještěrky, dostali bychom hodnotu rychlosti 36 km/h. Tato hodnota však udává rychlost šlápnutí ve vertikálním směru.  Úvahy o tomto pohybu zpřesnily práce Glasheena a McMahona, kteří velikost síly zmenšili na třetinu, protože závisí na tvaru nohy, která byla nejprve uvažována kruhového tvaru. Další oprava je dána závislostí velikosti síly na hloubce ponoru nohy (důsledek hydrostatického tlaku), v našem případě je tento vliv zanedbatelný. Dále zde působí nárazová síla během dotyku nohy a vody. Zahrnutím těchto faktorů dostáváme pro rychlost po vodní hladině hodnotu kolem 72 km/h. Další problém je ten, že když se noha dotkne povrchu vody, voda se rozestoupí a noha musí být vytažena dříve, než se otvor ve vodě znovu zavře. 

Předpokládejme, že člověk běžící po vodě nevnoří nohu hlouběji než 50 cm, což by trvalo asi 0,02 s. To by mu dalo  dostatek času k vytažení nohy zpět nad hladinu. Další otázkou je potřebná délka kroku - obecně asi 50 cm. Pokud vezmeme v úvahu všechny tyto faktory, pohybuje se velikost horizontální složky zase kolem 72 km/h.

Největším problémem je otázka výkonu takto utíkající osoby. Člověk o hmotnosti 60 kg by musel mít výkon 12 000 W (síla 600 N, rychlost 20m/s), což přesahuje lidské možnosti.

Utíkat po vodě bosýma nohama je tedy nemožné, můžeme však zvětšit plochu chodidel například vodními lyžemi. Pak se můžeme nechat táhnout vhodnou rychlostí za lodí. A dokonce vodní lyžování jde provozovat i bez lyží, naboso.

podle Renaty Holubové

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 3 (2x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře

RE: Bazilíškův běh po vodě důkaz ??? 04. 03. 2012 - 02:07