Юный техник, 2015 № 08

А как быть более крупным и массивным существам, которых поверхностное натяжение уже не держит? Ящерица василиск знает свой секрет движения по воде, утверждают доктор Тония Хсих и ее коллеги из Университета Гарварда. Они полагают, что раскрыли секрет шлемоносного василиска (Basiliscus plumifrons) — одной из разновидностей ящериц, умеющих бегать по водной поверхности. Для этого они соорудили в бассейне своеобразную беговую дорожку длиной несколько метров. Вода была заполнена серебряными светоотражающими частицами, позволившими с помощью лазерной подсветки и скоростной (250 кадров в секунду) видеосъемки визуализировать потоки вокруг ног ящерицы и вычислить по ним силы, действующие в системе.

Считалось, что во время бега задние ноги ящерицы довольно глубоко погружаются в воду — ее отталкивания от воды попеременно правой и левой ногой больше напоминают интенсивные гребки, создающие подъемную силу и заодно двигающие ящерицу вперед.

Однако эксперименты показали огромное значение поперечной силы, возникающей каждый раз, когда ящерица производила толчок. При ходьбе по твердой поверхности поперечные силы ничтожны по сравнению с силами, направленными вдоль направления движения. В воде же они оказались сопоставимы. Фактически ящерица постоянно стабилизирует себя, поддерживая вертикальное положение, чтобы не упасть и не утонуть. А правильное положение корпуса, в свою очередь, способствует правильному распределению гидродинамических сил, поддерживающих вес ящерицы.

Несколько иная технология бега по воде у довольно крупной водоплавающей птицы — поганки. Если обычные утки и гуси бегут при взлете, активно помогая себе крыльями, то поганки просто очень быстро перебирают лапами, делая как минимум 20 шагов в секунду.

«Причем секрет «хождения по воде» одной лишь скоростью не исчерпывается», — полагают зоологи из Гарварда, наблюдавшие за поганкой Кларка и западноамериканской поганкой в их естественной среде. Сделанные ими более сотни видеозаписей с бегущими птицами позволили построить трехмерную модель движений птичьих лап. Конечно, у поганок, как и у ящериц василисков, лапы все-таки погружаются в воду, так что они делают отчасти шаг, отчасти гребок. Но оба движения — погружение лапы в воду и вытаскивание ее из воды — птицы делают иначе, чем ящерицы. На воду поганки кладут лапы с растопыренными пальцами, проводят их под водой, а потом сжимают пальцы и вытаскивают лапу на поверхность, отодвигая ее в сторону. Сжатые в «кулак» пальцы и движение вбок позволяют уменьшить при этом сопротивление воды.

Авторы исследования пишут, что строение лап поганок и частота, с которой они двигаются, обеспечивают птицам до 30–55 % подъемной силы, необходимой, чтобы поддерживать режим бега по воде. А вот остальные проценты обеспечивает именно характерная манера двигать лапами назад и вбок. Кстати, своеобразная манера двигать лапами делает поганок еще и выдающимися ныряльщиками. «Возможно, птицы смогут подсказать инженерам некоторые идеи относительно того, как можно усовершенствовать наши плавательные аппараты», — утверждают исследователи.

А могут ли бегать по воде сухопутные живые существа? Оказывается, могут. Вот рассказ одного охотоведа. Однажды он шел со своей собакой вдоль реки. У кромки расхаживал огромный кот. Пес заметил врага и бросился к нему. Тот, мгновенно оценив степень опасности и оперативную обстановку — убежать от пса нереально, деревьев нет — принял единственно правильное решение и прыгнул на. воду. Именно на воду, а не в воду.

Хотя кошки вообще-то умеют плавать, но воду они, как известно, не любят. И тут, как уверяет охотник, произошло маленькое чудо. Часто-часто перебирая лапами, кот побежал по воде, не касаясь поверхности брюшком. Бежал настолько быстро, как мог. И остановился перевести дух только на противоположном берегу.

Правда это или очередная охотничья выдумка, доискиваться не будем. Оставим правдивость этой истории на совести охотоведа, возможно не заметившего, что кот перебрался на другой берег просто по перекату, по мелководью. Поговорим о другом. С точки зрения физики, ничего невозможного в беге по поверхности воды, как мы уже знаем, нет — надо лишь двигаться с соответствующей скоростью. С какой именно? Это зависит от массы тела и площади опоры.

Многие из учеников академика Капицы на полном серьезе высчитывали такую скорость. Мы здесь делать этого не будем, укажем лишь, что ответ зависит от массы человека, размера его обуви, температуры воды, ее плотности. Ответы могут быть разными, однако скорость должна составлять примерно 120–150 км/ч.

Люди, как известно, бегать с такой скоростью не способны. Но посмотрите на снимок. Человек бежит по поверхности воды и не проваливается. Можно, конечно, отнести этот снимок на счет компьютерного монтажа. Однако можно схитрить и ходить по воде практически пешком. Для этого надо добавить достаточное количество кукурузного крахмала в бассейн — и вы сможете идти как бы по воде.