Плавание всех живых существ в воде описали простым уравнением

Ученые из США и Франции установили общие закономерности, которым подчиняются водоплавающие животные вне зависимости от их размеров. Результаты своих исследований авторы опубликовали в статье в журнале Nature Physics.

Ученые использовали гидродинамические уравнения для того, чтобы описать общие закономерности в передвижении животных в воде. Специалистам удалось получить соотношение, которое связывает входной параметр — размер животного — с выходным, то есть со скоростью его движения в воде.

Уравнение имеет типичный вид критерия подобия для числа Рейнольдса: оно в нем представлено как отношение произведения длины тела животного и скорости его движения к кинематической вязкости, возведенное в степень, которая различна для ламинарных и турбулентных течений.

Полученное соотношение оказалось применимым для водоплавающих животных разных размеров: от личинок до китов. Последние, имея длину более 30 метров и массу до 170 тонн, являются самыми крупными и тяжелыми организмами на Земле. Размеры же мальков измеряются в миллиметрах, а их вес — в долях грамма.

Полученное учеными уравнение имеет два предела: промежуточных и высоких скоростей. В первом случае динамика движения обусловлена трением между кожей животного и водой. Во втором определяющим фактором, влияющим на движение, является наличие гидродинамического давления в передней части тела водоплавающего организма.