นักฟิสิกส์รู้แล้วว่าแมวกินน้ำได้อย่างไร

By: terminus
Writer
on Sun, 14/11/2010 - 18:44

ข่าวนี้ผมไม่เขียนคงไม่ได้ เพราะเว็บข่าววิทยาศาสตร์ที่ผมอ่านแทบจะทุกอันลงข่าวนี้กันหมด ฝรั่งนี่รักแม้ว เอ๊ย รักแมวกันจริงๆ

แต่เรื่องมันก็น่าสนใจจริงหนะแหละ ไม่เฉพาะกับคนรักแมวเท่านั้น รับรองว่าน่าสนใจสำหรับทุกคน

ก่อนอื่นต้องถามคนแถวนี้ว่า เคยสังเกตกันบ้างหรือไม่ว่าเวลาเจ้าเหมียวกินน้ำกินนมนั้น มันทำอย่างไร?

นึกไม่ออกดูเหมียวสามตัวข้างล่างนี้ก่อนก็ได้ครับ ^.^

ดูแบบนี้คงยังไม่ได้อะไร เอาเป็นว่าเข้าเรื่องกันดีกว่า

นักฟิสิกส์จากสถาบันชั้นนำของโลก ได้แก่ Roman Stocker และ Pedro Reis แห่ง MIT, Sunghwan Jung จากเวอร์จิเนียเทค, และ Jeffrey Aristoff จากมหาวิทยาลัยปริ๊นซ์ตัน ได้อธิบายให้โลกรู้เป็นครั้งแรกว่าสัตว์ตระกูลแมวดื่มของเหลวได้อย่างไร

อย่าเพิ่งขำกัน เข้าโหมดจริงจังแล้วนะ คำตอบเรื่องแมวกินนมนี้ทำให้นักฟิสิกส์ต้องมหัศจรรย์ใจไปตามๆ กัน เนื่องจากสิ่งที่พวกเขาค้นพบจากเรื่องที่เห็นได้ทั่วไปเช่นนี้กลับกลายเป็นความสลับซับซ้อนอันประณีตแห่งศาสตร์ Hydrodynamics อย่างที่ไม่มีใครเคยคาดคิด

สัตว์ในตระกูลแมวไม่มีแก้มใหญ่ๆ ที่จะสร้างแรงดูดของเหลวมาเก็บไว้ในโพรงปากได้ นักวิทยาศาสตร์เคยเชื่อว่ามันน่าจะดื่มของเหลวแบบเดียวกับที่สุนัขดื่ม คือ เอาลิ้นขวักน้ำเข้ามาในปาก แต่ไม่รู้ว่า Roman Stocker ต้นคิดของงานวิจัยนี้ไปสังเกตเห็นแมวที่บ้านกินนมท่าไหน เลยสนใจขึ้นมา เขากับเพื่อนเลยจับเจ้า Cutta Cutta (Cutta เป็นภาษาของชนเผ่าอะบอริจินชนพื้นเมืองทวีปออสเตรเลีย แปลว่า ดวงดาว) แมวที่เขาเลี้ยงไว้มาถ่ายวิดีโอตอนที่มันกินนมด้วยกล้องวิดีโอความเร็วสูง แล้วกรอวิดีโดนั่งดูภาพช้า เพื่อหาคำตอบว่าเจ้า Cutta Cutta เอาน้ำนมเข้าปากได้อย่างไร

สิ่งที่พบน่าสนใจมาก เมื่อพวกเขาสังเกตว่าตอนที่แมวกินน้ำนมนั้น มันจะโค้งลิ้นเป็นรูปตัว J แล้วฉกลงไปที่ผิวหน้าของเหลวอย่างรวดเร็ว ตอนที่ดึงลิ้นกลับ ส่วนผิวหน้าของของเหลวจะพุ่งขึ้นมาด้วยตามแรงเฉื่อยและดึงของเหลวส่วนหนึ่งตามขึ้นมาด้วย เกิดเป็นแท่งทรงกระบอกลอยตั้งขึ้นมาในอากาศ จังหวะเพียงเสี้ยววินาทีก่อนที่แท่งของเหลวนี้จะตกลงไปตามแรงโน้มถ่วงของโลก แมวจะหุบปากงับของเหลวเอาไว้ เหตุการณ์ทั้งหมดนี้นับเป็นหนึ่งรอบ สำหรับเจ้า Cutta Cutta รอบหนึ่งใช้เวลาเพียง 1/4 วินาที มีของเหลวเข้าปากแมวรอบละประมาณ 0.1 ml แมวจะทำแบบนี้วนไปเรื่อยๆ จนกระทั่งมีของเหลวกักไว้ในปากมากพอ ก็จะกลืนลงคอไปสักทีหนึ่ง

อธิบายแล้วเหนื่อย = =' ดูวิดีโอดีกว่านะ

เชื่อหรือไม่ ตลอดกระบวนการทั้งหมดนี้ มีเพียงผิวหน้าของปลายลิ้นแมวเท่านั้นที่แตะผิวของเหลว ดังนั้นเวลาแมวกินน้ำ จะเห็นได้ว่ามีน้ำกระเด็นออกรอบจานน้อยมากหรือแทบไม่มีเลย (ผมไม่ได้เลี้ยงแมวอะ ที่บ้านใครเลี้ยงแมว กลับไปสังเกตดูกันเองนะครับ)

Roman Stocker กับเพื่อนๆ นักฟิสิกส์ได้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์การดื่มของเหลวของแมวขึ้นมาเพื่ออธิบายหลักการนี้ จากสมการในแบบจำลอง พวกเขาพบว่าอัตราส่วนของแรงโน้มถ่วงกับแรงเฉื่อยในแท่งของเหลวจังหวะที่แมวงับปากนั้นมีค่าเกือบจะเท่ากับ 1 ตลอด ไม่ใช่แค่เจ้าแมวเหมียว Cutta Cutta เท่านั้น เจ้าเหมียวยักษ์สามตัวในวิดีโอแรกก็ด้วย สัตว์ตระกูลแมวทุกตัวก็อธิบายได้ด้วยหลักการนี้หมดเลย เพียงแต่ว่าถ้าแมวยิ่งมีลิ้นใหญ่ มันก็จะยิ่งฉกลิ้นช้าลงเพื่อปรับระดับให้แรงโน้มถ่วงกับแรงเฉื่อยสมดุลกัน

วิดีโอข้างล่างนี้เป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นเลียนแบบการทำงานของลิ้นแมว โดยฉายที่ความเร็ว 1 ส่วน 100 เท่าของความเร็วจริง

ในอนาคตข้างหน้า หลักการนี้อาจจะไปประยุกต์ใช้ในวงการหุ่นยนต์และเครื่องกลในการจัดการกับของเหลวและวัตถุที่นิ่มๆ เช่น เนื้อเยื่อร่างกาย เป็นต้น

ที่มา PhysOrg, Live Science, Ars Technica, Science Daily
(จริงๆ มีเยอะกว่านี้นะครับ แต่ผมเก็บ bookmarks ไว้เท่านี้)

ป.ล. วิดีโอสิงโตสามตัวกินน้ำข้างบนก็เป็นวิดีโอที่นักฟิสิกส์ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ด้วย

11 Comments

lew's picture

พยายามวางวีดีโอและรูป ไว้หลังเบรกนะครับ เพื่อไม่ให้หน้าแรกโหลดมากเกินไป

mk's picture

ตอนแรกผมอ่านเป็น "แมวน้ำกินได้อย่างไร" ตกใจหมด!

hisoft's picture

อ่านได้เหมือนผมเลยแฮะ แต่เมื่อก่อนผมนึกว่ามันกินวิธีเดียวกับน้องหมานะเนี่ย

The Phantom Thief

pawinpawin's picture

ลองฝึกกินแบบนี้มั่งได้มั้ยเนี่ย (กัดลิ้นก่อนแน่เลย)

Thaina's picture

โอมายก้อด ลังเลตั้งกะสองวันก่อน ว่าจะกลับมาเขียนวันนี้
โดยซิวไปซะแล้ว

แต่อธิบายเข้าใจง่ายดีครับ

terminus's picture

ผมนึกไว้แล้วว่าต้องมีคนอยากเขียนข่าวนี้อยู่ จริงๆ ผมเองก็รอนะให้คนอื่นมาเขียน เพราะตัวเองไม่ถนัดเรื่องฟิสิกส์

ถือว่าแลกกันกับข่าวหนอนแมลงหวี่ผลไม้แล้วกันครับ ^.^ ผลัดกันเขียน

tomazzu's picture

อืมน่าสนใจ มิน่าไม่เคยได้ยินช่าว แมวเล่นเนย

ที่แท้เพราะแบบนี้นี่เอง

mekpro's picture

เลียทีนึงได้น้อยมากเลย

ถ้าต้องดื่ม 100ml ก็ต้อง 1000 ครั้ง หมดแรงแมวพอดี O-O