על רגלי רץ המים מונעות הרטבה, מחזיק את משקלו. כדי להתקדם הוא צריך לדחוף משהו לאחור, אבל הרגליים כמעט אינן שוברות את פני המים. מה הן דוחפות?
זוג הרגליים האמצעי לוחץ לאחור ויוצר שקעים עמוקים במשטח. צילום מהיר עם חלקיקים זוהרים חשף שמתחת לשקעים נשלחות . המים מקבלים , והחרק מקבל תנע קדימה, כמו משוט שאינו חייב לפרוץ לגמרי את פני המים.
מתח הפנים מסביר מדוע רץ המים אינו שוקע, אך במשך זמן רב הוא לא הסביר איך הוא מאיץ. הרגל כמעט אינה חודרת למים, ולכן נדמה שאין לה במה לדחוף.
צילום מהיר פתר את החידה. הרגל האמצעית נעה לאחור, מעמיקה את השקע במשטח ומשגרת מתחתיו זוג מערבולות גליליות. נושאות מים ותנע לאחור.
שימור התנע משלים את התמונה: מה שניתן למים לאחור חוזר ככוח על החרק קדימה. רובוט זעיר שנבנה באותה גאומטריה הצליח לנוע באותו עיקרון וחיזק את ההסבר.
האיזון משתנה עם הגודל והמהירות. בחרקים זעירים מתח הפנים שולט במיוחד, ואילו בקפיצה או בתנועה מהירה מצטרפים כוחות אחרים. לכן המנגנון המתואר הוא פתרון מרכזי לשיוט, לא חוק יחיד לכל תנועה על מים.
wat. רץ מים מתקדם כשהרגליים האמצעיות שולחות מערבולות לאחור מתחת למשטח, בלי להפוך למשוטים שקועים.
wat wat
החרק פתר בעיית הנעה בגבול שבין אוויר למים, והפתרון שלו מנחה תכנון של רובוטים זעירים על פני נוזל.
איך יודעים?
מצלמות מהירות ומעקב אחר חלקיקים מדדו את תנועת המים סביב רגליים אמיתיות ורובוט קטן שבנה החוקרים לפי אותה גאומטריה.
מה עדיין לא יודעים?
המחקר התמקד במינים ובמהירויות מסוימים. רצים זעירים מאוד או קפיצה מן המים מערבים יחס כוחות שונה.
למדתם משהו?
מכאן ממשיכים
איך דג מת יכול לשחות נגד הזרם?מערבולות
כיסים עגולים תלויים מתחת לענן. למה הענן אינו מתפרק?מערבולות
למה נוצר פקק במקום שאין בו שום סיבה לפקק?תנועה