CERCA AL BLOG D'ABEL jULIEN

dissabte, 24 d’octubre de 2015

L'enigma del pes dels ocells volant en un camió

Quan preparava l'entrada sobre els problemes que tenen els ocells capbussadors, que han de pesar molt per capbussar-se però poc per volar vaig ensopegar amb un article que parlava del següent enigma:

Si tenim un camió ple d'ocells, el seu pes total és del camió més el dels ocells. És obvi. Però què passaria si els ocells es posen a volar? El conjunt pesaria més o menys?

Aquest problema va ser tractat en el programa d'entreteniment del Discovery Channel Mythbusters, conegut aquí com a Cazadores de mitos. D'una forma semi-científica i semi-rigorosa (és a dir, no científica i no rigorosa perquè no hi pot haver terme intermig aquí) el programa demostrava que el camió pesaria menys. El fet que els ocells no toquessin el terra del camió i fossin a l'aire, l'alliberava d'aquest pes i els corrents d'aire generat pel batec d'ales no era suficient per fer una força cap a baix que es pogués mesurar en pes sobre el camió.

Els dos personatges pseudo-científics de Mythbusters que fan pseudo-experiments sobre pseudo-enigmes. No passa res, és pur entreteniment!
Doncs bé, com que la natura humana és per se inquisitiva, David Lentink, un enginyer mecànic de la Universitat de Stanford va dissenyar amb el seu equip un sistema per mesurar les forces aerodinàmiques generades pels ocells al vol.

Lentink ens diu, primer que res, que la bàscula de bany no ens servirà (no sé per què, m'ho suposava...). Quan l'ocell vola genera força cap a baix amb el cop d'ala cap avall però també genera força cap amunt quan aixeca l'ala per fer el següent batec; lògicament, aquesta segona força és inferior perquè el guany net ha de ser per propulsar l'ocell cap amunt. Per tant, en l'aleteig aquestes dues forces amunt-avall s'alternen una rere l'altra i, a més, ho fan a una velocitat molt ràpida de diverses vegades per segon. Una bàscula de bany necessita uns quants segons per determinar el teu pes. L'equip de Lentink van calcular que necessitaven una bàscula que mesurés les diferències de forces en la pressió de l'aire amb una precisió de 100 vegades per segon. No està malament...

En el seu experiment, els investigadors van trobar que en l'aleteig cap avall l'ocell genera una força que és el doble del seu pes, per tant, si tots els ocells del camió és posessin a aletejar cap avall al mateix temps la càrrega, senzillament, pesaria el doble; però què passa en l'aleteig cap amunt? doncs és interessant veure que la força que es genera és gairebé nul·la perquè l'ocell sap passar les ales enganxades al cos sense generar fricció (força) cap avall. Per tant suposant que els ocells aletegessin tots al mateix temps passaria això:

1. moment d'empendre el vol abans del primer aleteig cap avall: pes zero (per tant pesa menys)
2. primer aleteig cap avall: pes doble.
3.- primer aleteig cap amunt: pes zero.
3. - segon aleteig cap avall: pes doble.
i així fins que es cansin de volar estúpidament dintre del camió...

Com que en cap cas els ocells aletejarien sincronitzats dependria de l'atzar quin fos l'efecte sobre el pes total del camió.

El més interessant de resoldre aquest enigma en realitat no és si el camió pesaria més o menys, sinó descobrir que l'aleteig cap amunt no genera pràcticament força de fricció, demostrant les increïbles adaptacions dels ocells per fer el seu vol extraordinàriament eficient.

El grup de divulgació científica New Scientist han penjat a YouTube un curt vídeo de l'experiment amb un gràfic en la part inferior que mostra les forces generades. El podeu veure aquí
i en aquest altre enllaç podeu veure l'article complet. Si enteneu alguna cosa de les fórmules que hi apareixen, expliqueu-m'ho perquè no entenc un borrall però si a més de freakies dels ocells també ho sou de la física, us ho podreu passar bé una estona.

L'experiment i l'aparell que es va dissenyar per fer la mesura tenen aplicacions que ajudaran a fer els drons més eficaços en el vol. Com sempre, necessitem la natura per fer funcionar bé les nostres maquinetes.

Bon birding!

2 comentaris:

  1. Total, que el camió pesaria, quilo amunt, quilo avall, el mateix, no? ... la mitjana aleatòria de n/2 del doble + n/2 de zero ve a ser el mateix pes ...

    ResponElimina
    Respostes
    1. Pozí, a menys que els ocells es posessin d'acord per anar completament sincronitzats en l'aleteig però, sincerament, no m'imagino tot de coloms posant-se a volar a la de tres i encara menys dintre d'un camió...
      :-)

      Elimina