Vaeskenes fysikk
Slik kan vannløperne gå på vann og tunge humler fly.
Gass og vaeske har begge den egenskapen at de kan flyte. Fysikken bak disse stoffenes egenskaper kan bidra til å forklare noen dyrs tilsynelatende mirakuløse ferdigheter.
Hvis du står på huk ved bredden av et tjern, kan du kanskje, hvis du ser godt nok etter, se et insekt som går på vannet. Det er en vannløper, og dem finnes det flere enn 1700 arter av. Disse små dyrene har en tynn, svart eller brun kropp, og seks slanke, pinneaktige bein som stikker ut, tre på hver side. Ser du ordentlig godt etter, ser du at de ytre delene av beina ligger flatt og trykker ned overflaten som en bowlingkule på en madrass. Noen kaller disse insektene «jesuskryp», men vi trenger ikke å ty til mirakler for å forklare hvorfor de ikke synker.
Fra den grunnleggende fysikken vet vi at insekter bare kan holde seg på vannflaten hvis vekten (den nedadgående tyngdekraften) er mindre enn kraften fra vaesken som presser oppover. For å unngå å synke må vannløperen gjøre oppdriften størst mulig. Som den gamle greske vitenskapsmannen Arkimedes påpekte, er oppdriftskraften like stor som vekten som legemet presser bort. Men for noe som befinner seg på overflaten, og ikke i vannet, gjelder det andre regler. Det er fordi overflaten til en vaeske er underlig. Vaesken har en hinne som er stram og fleksibel som en trampoline. Oppdriften til et objekt på en vaeskes overflate avhenger av fleksibiliteten, eller overflatespenningen, og objektets lengde, og dette er sterkere på vann enn for enhver annen naturlig vaeske. Hemmeligheten ligger i insektets bein, der endene vanligvis er rundt én centimeter lange. De ligger flatt på overflaten og forsterker den lokale oppdriften til godt over dyrets vekt. Og resultatet? Det synker ikke.
De fleste vannløpere har en sjenerøs sikkerhetsmargin, men den største arten, Gigantometra gigas, ligger naer grensen. Med en masse på omtrent tre gram har den bein på over 20 cm, slik at det skapes nok oppdrift til å holde den over vannskorpen.
Å forstå andre flytende stoffer enn vann kan bidra til at vi kan avsløre en annen utbredt myte: at humler er for tunge, og har for små vinger, til å fly uten at de må trosse aerodynamikkens lover. Les om «humlens flukt» på neste side.