Пингвины какают под огромным давлением.

Пингвины какают под огромным давлением.

Ну, так со стороны выглядит. Они сидят в гнезде, и не могут уходить, когда высиживают яйца. И чтобы не жить в бардаке, наклоняются и отстреливают всё подальше. 

Потому что они очень чистоплотные. Относительно своего гнезда.

Могут себе позволить, пресс у них очень накачанный, потому что много плавают.

И вот учёные решили измерить, какое давление нужно создать внутри пингвина, чтобы эта калопульта работала. Работа вот.

Естественно, они попали в нашу субботу — день упоротых расчётов.

Первый вариант был простой: скормить пингвину манометр, потом открыть пингвина и скачать показания. Но это как-то не очень этично. Вместо этого они стали тусоваться с антарктическими пингвинами и фотографировали процесс.

Вот важнейшие научные данные:
— Помет летит на расстояние до 40 см (с погрешностью ±12 см).
— В момент выстрела пингвин приподнимается на краю гнезда. Его клоака (аналог заднего прохода) находится на высоте примерно 20 см (±6 см) над землей.
— Диаметр клоаки в момент максимального раскрытия составляет около 8 мм.
— Цвет помета зависит от диеты: белый от рыбы, розоватый от криля. Оценили его вязкость. После попыток измерить её на вискозиметре, столкнулись с тем, что в помете попадались твердые частицы (кости рыб, панцири рачков). В итоге они пришли к выводу, что вязкость пингвиньего помета примерно соответствует оливковому маслу.

Расчёты:
— Помёт как идеальная жидкость, без учёта вязкости: начальная скорость должна быть около 2 м/с. Давление, необходимое для придания этой скорости = 4,6 кПа или 34 мм ртутного столба. Это сравнимо с давлением на дне столба воды высотой 46 см.
— Проверили, не становится ли поток помета турбулентным. Оказалось, что при расчётной вязкости поток остается ламинарным, что энергетически более выгодно для птицы.
— Реалистичная модель, помет как вязкая жидкость. Вязкость создает внутреннее трение, которое нужно преодолеть. По расчётам получилось от 10 кПа (77 мм рт. ст.) для более жидких испражнений до 60 кПа (450 мм рт. ст.) для более вязких.
— У более мелкого скалистого пингвина (с диаметром клоаки 4,2 мм) расчётное давление внутри было бы ещё выше.
— Давление человека в похожей ситуации в пике после поедания шаурмы у вокзала может достигать 13,3 кПа (100 мм рт. ст). 

Пингвин в момент высочайшего напряжения сил создаёт давление, равное половине атмосферного, давлению столба воды 6 метров, давлению внутри вашего надувного матраса или лодки или, что проще представить, развивает удвоенное давление верхней границы тонометра. 

Поддержание чистоты гнезда требует огромных мышечных усилий. 

Потому что суть процесса гидравлическая, а не пневматическая. Пингвин напрягает мышцы брюшного пресса, это создает огромное внутрибрюшное давление, которое давит на все внутренние органы, включая кишечник и прямую кишку. У человеков примерно так же, но у пингвина пресс намного лучше, он нужен для плавания и постоянно качается. Дальше в дело вступают три ключевые мышцы, отвечающие за этот процесс: m. sphincter cloacae, m. levator cloacae, и m. transverses cloacae. Эти мышцы целенаправленно сжимают конечный отдел кишечника (прямую кишку), работая как поршень, который с силой выталкивает содержимое. Собственно, потому что жидкость не особо-то и сжимается. Сфинктер сначала плотно сжат, позволяя давлению внутри накопиться до пиковых значений. В момент "выстрела" он резко расслабляется и открывается.

В общем, фундаментальная наука снова восторжествовала, и ещё один важный вопрос мироздания раскрыт.

Учёные рекомендуют пингвинам стрелять под углом 45 градусов вместо 15-30° (они знают, что анатомически пингвины для этого не приспособлены, но дают ценную стратегическую рекомендацию). 

-- 
Вступайте в ряды Фурье! Летели по небу гуси-лебеди, а навстречу им воробьи-страусы, Гагены-Пуазёйли и соловьи-пингвины!