Физики уточнили динамику столкновения летящего комара и капли воды. В частности, им удалось определить, каким образом комары летают во время дождя. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а ее краткое изложение приводит Nature News.
В рамках нового исследования ученые пытались понять базовые принципы взаимодействия комара с каплей. Для работы они использовали высокоскоростную камеру, которая снимала полет комара в установке, где специальным насосом имитировался дождь (необходимость специального оборудования была обусловлена тем, что ученым необходимо было получить динамику, сравнимую с динамикой настоящего дождя).
По словам ученых, в среднем линейные размеры комара составляют около 3 миллиметров при массе в 2 миллиграмма. В свою очередь диаметр капли воды составляет до 8 миллиметров при массе до 100 миллиграммов. Вертикальная составляющая скорости капли при этом достигает 9 метров в секунду. Капля попадет в комара в среднем раз в 20 секунд.
Исследователям удалось определить, что при попадании капли по лапкам комар кувыркается вбок, практически не меняя направления движения. При этом при попадании капли в тело комар в течение короткого промежутка времени движется вместе с каплей вниз на расстояние порядка 60 миллиметров, после чего покидает ее.
Ученые говорят, что энергии капли достаточно, чтобы убить комара при попадании, если тот находится на твердой поверхности, однако встреча в воздухе проходит для комара почти без последствий (при этом, правда, комар испытывает перегрузки порядка 100 g, но они не причиняют ему вреда). Физики связывают это с тем, что движение вместе с каплей позволяет минимизировать передачу энергии от капли насекомому - скорость капли почти не меняется после встречи с комаром.
По словам исследователей, на настоящий момент практически нет результатов, касающихся вопросов биомеханики полета насекомых во время дождя. Ученые надеются, что их исследование положит начало изучению этой темы, поскольку в будущем такого рода исследования могут быть полезны, например, при создании миниатюрных летательных аппаратов.