Slashdot - Skupina raziskovalcev z univerze Carnegie Mellon je pod vodstvom profesorja Metina Sittija, s pomočjo raziskovalcev slovitega Massachusetts Institute of Technology in z vzori iz narave prišla do čudežnega izuma. Izdelali so majnega robota, ki je sposoben hoditi po vodi, kar je doslej bilo v domeni redkih insektov in Jezusa. Klik!
Ampak tega robotka si pa ne morem predstavljati. A je kje kakšna slika kako to v resnici zgleda. Po teh podatkih v članku je vse skupaj precej nemogoče.
Velik naj bi bil 5 centimetrov. Noge iz železnih žic ovitih v nepremočljivo plastiko. Nikjer podatka koliko vse skupaj tehta. Vse skupaj se mi zdi kot neka ladjica, čeprav piše da stoji na vodi in ne plava. Premika pa se tako, da vesla z nogami.
Vse skupaj nima nobene veze z omenjenimi "Vodnimi striderji", ki se premikajo oz tečejo po vodi z en meter na sekundo, kar naj bi bilo ekvivalentno kot če bi človek tekel z več kot 600 km na uro
OChack, čeprav nisem veren se mi zdi da pa Mojzes ni nikoli hodil po vodi. Jezus je hodil po vodi. Mojzes je pa znan po tem da je hodil po suhem čez morje
Tole sem naguglal iz biblije: Mojzes torej iztegne roko nad morje, in Gospod je odpravil morje s silnim vzhodnikom, ki je pihal celo noč, in je napravil v morju suha tla, in voda se je razdelila. In sinovi Izraelovi so šli sredi morja po suhem, in vode so jim bile kakor zidovje na desni in na levi
Insekti izkoriscajo povrsinsko napetost vode, da jih drzi nad povrsino. A prej malce razlage.
Kako mocna je povrsinska napetost vode oz. milnice lahko opazite pri pihanju mehurckov. Sila na povrsini milnice stalno sili opno k zmanjsanju svoje povrsine na minimum - ko pihate, se opno upira in vlece nazaj v ravno ploskev. Ko pa jo enkrat napihnete dovolj (ko ze ima obliko podobno krogli), pa se zapre v mehurcek. Takrat skusa mehurcek ohraniti obliko krogle, saj ima ta najmanjso povrsino pri volumnu zraka, ki ga zaobjema (seveda zaradi vpliva gibanja zunajega zraka in gravitacije nekoliko spreminja obliko). Milnica ima manjso povrsinsko napetost kot voda - zato z vodo ne uspe ustvariti opna na obrocku, ker na povrsini vodo prevec vlece skupaj, da bi opno sploh vzdrzalo silo, kaj sele da bi napihnili mehurcek.
Ce ste videli ze kaksne posnetke vode iz vesoljskih postaj (v brezteznostnem stanju), ste lahko videli, da se voda ne razblini po prostoru, ampak jo skupaj drzi njena povrsinska napetost, ki ima tendenco v zmanjsanju povrsine. Po umiritvi bi morala nastati vodna krogla (pri danem volumnu ima krogla najmanjso povrsino).
Hec povrsinske napetosti je v razlicnih potencialnih energijah molekul (potencialna energija kot posledica privlacnosti med atomi molekul v neposredni blizini - mocna medatomska privlacna sila kratkega dosega, ce se se prav spomnim, sicer naj me kdo popravi) v notranjosti in na povrsini tekocine, saj so v notranjosti tekocine molekule obdane z vseh strani, na povrsini pa le z ene strani. Molekule na povrsini imajo vecjo potencialno energijo kot notranje. Vsak fizikalni sistem stremi k zmanjsanju energije sistema proti minimumu. Vsak prehod molekule s povrsine vode pod njo se kaze v zmanjsnju energije sistema. Tako tekocine stremijo k zmanjsanju povrsine, to pa se kaze kot povrsinska napetost (ustvarijo se sile tangencialne na povrsino tekocine).
Olje ali nafta imata manjso povrsinsko napetost od vode. Pomembno pa je tudi, da imajo molekule ob sticni povrsini vode in nafte manjso potencialno energijo kot molekule vode v notranjsoti vode. Ce tanker spusti nafto v morje, se nafta zato hitro siri po morski povrsini, saj jo povrsinske napetosti vlecejo, da prekrije cim vecjo povrsino vode.
Na podoben nacin se kaze tudi stik tekocine in predmeta. Tudi trdne snovi imajo povrsinsko napetost, vendar je obicajno ne zazanamo, saj so trdni materiali prevec togi. Ko natocite tekocino v kozarec, bo rob tekocine lahko zasukan ob kozarcu navzgor ali navzdol. To je odvisno od vrste tekocine in materiala povrsine kozarca (je potrebno tudi upostevati, ce je ta mastna). Ce je na stiku tekocine in kozarca tekocina zasukana navzgor (kozarec se moci), pomeni, da je na sticni ploskvi vode in kozarca manjsa potencialna energija molekul vode in molekul povrsine kozarca kot pa je potencialna energija molekul v notranjosti vode. Molekule iz notranjosti vode se zato selijo ob povrsino kozarca. Zato voda kozarec moci in se dvigne ob robu nad svojo gladino toliko, da se ta sila, ki vlece vodo navzgor, izenaci s silo povrsinske napetosti zaradi povecane povrsine vode in teznostne sile zaradi dviga vode nad gladino. Tako se zgodi, kadar je kozarec masten. Naredite poskus: del povrsine steklenega kozarca malenkost pomazite z naoljenim prstom (samo toliko, da bo del povrsine masten) in natocite vodo do tega madeza. Tam se mora voda dvigniti vise kot drugod. Nasproten primer pa je, kadar imajo molekule znotraj vode manjso potencialno energijo od tistih na stiku z molekulami kozarca. Molekule vode se selijo s povrsine kozarca v notranjost (dokler se ne izenaci s silami gravitacije in povrsinske napetoti vode zaradi povecanja zgornje povrsine). Takrat je rob mocenja kozarca pod gladino vode (kozarec se ne moci), zato je vodo mogoce natociti tudi cez rob kozarca.
Jezus vsekakor ni bil peresno lahek, da bi ga povrsinska napetost vode drzala na povrsini. So pa insekti dovolj lahki in imajo v primerjavi s svojo maso dovolj veliko povrsino nog (po moznosti so kosmate, da je povrsina res velika). Pri tem pa morajo seveda enako kot pri kozarcu, ki se ne moci, molekule vode imeti ob stiku s povrsino nog vecjo potencialno energijo kot molekule v notranjosti vode. Pod vplivom teze seveda insekt konce nog nekoliko potunka (vendar jih ne zmoci), ker pa se poveca povrsina nezmocenih nog v vodi, pa se poveca sila, ki noge potiska navzgor proti povrsini vode (ustvari se ravnotezje, ki drzi insekt nad povrsino, ce zanemarim nekaj mikrometrov pomocenih nog). Ni pa pametno, da se tak insekt namaze s kaksnim oljem, vsaj po nogah ne.
Potemtakem lahko nad povrsino vode domuje vsaka ne prevec tezka zadeva, ki molekulam vode ob njenem sticiscu z njo generira cim vecjo potencialno energijo v primerjavi s tisto, ki jo imajo vodne molekule v notrnjosti. Ce potunkas tak material, se dejansko ne zmoci (ko ga das ven, voda hitro odtece). Primer je povoskan material. Nekaksen podoben nanos imajo ptice, ki si ne zmocijo perja, ko so v vodi. Da stvar ostane na vodni povrsini, je pomembno, da ima njen material cim vecjo povrsino, biti mora res kosmata ali pa bolj pernate sorte - s tem ustvarja vecjo silo proti povrsini, ko je stvar potopljena (nekaksen vzgon kot posledica povrsinskih napetosti).
Spoznavajte ucinke povrsinske napetosti tekocin. Igrajte se kot pravi otroci. Namocite spodnjo stran zlice v govejo juho in jo pocasi dvigujte ter opazujte, kako se ob robu juha skupaj z zlico dviguje (gre za mocenje zlice, vendar je to odvisno tudi od vrste materiala pribora). Povrsinsko napetost tekocin se meri s pomocjo obrocka, ki se ga vodoravno namoci v tekocino in se ga potem naravnost gor vlece iz nje, pri tem pa se meri silo, ki je potrebna za dvig obrocka iz tekocine.
En eksperiment za doma : vrzite šivanko na površino vode ( v vodoravni legi, ne s špicom naprej ). Če niste vrgli s prevelke višine, bo šivanka "zaplavala" na površini , čeprav bi se morala po "logiki" potopiti, saj je iz kovine, težje od vode.
Hmm, "vrzite" ni ravno pravi izraz, finta je , da s čim manjšo brzino gor pride, da ne "predre površine". Torej "spustite" ;)
