Os dados cinemáticos para ambas as espécies africanas foram difíceis de encontrar, mas o celeiro ou andorinha europeia (Hirundo rustica) foi estudado intensamente e dados cinemáticos para essa espécie estava prontamente disponível.
É uma simples questão de proporções de peso
Um levantamento de 54 anos de 26.285 andorinhas europeias capturadas e liberadas pela Unidade de Demografia Aviária do A Universidade de Capetown descobriu que a andorinha europeia adulta média tem um comprimento de asa de 12,2 cm e uma massa corporal de 20,3 gramas.4
Porque a frequência de batimento das asas e a amplitude das asas escalam com a massa corporal 5 e cinemática de voo existem dados disponíveis para pelo menos 22 outras espécies de aves, 6 deve ser possível estimar a frequência (f) e a amplitude (A) da Andorinha Europeia por comparação com espécies semelhantes. Com esses dois números, será possível estimar a velocidade no ar (U).
Para manter a velocidade da velocidade no ar, uma andorinha precisa bater suas asas quarenta e três vezes a cada segundo, certo?
Na verdade, errado. Ao comparar a andorinha europeia com espécies de pássaros de massa corporal semelhante, podemos estimar que a andorinha bate suas asas 18 vezes por segundo com uma amplitude de 18 cm:
| Espécies | Massa corporal | Frequência | Amplitude |
| Zebra Finch | 13 g | 27 Hz | 11 cm |
| Andorinha europeia | 20 g | ≈ 18 Hz? | ≈ 18 cm? |
| Pica-pau-cinzento | 27 g | 14 Hz | 29 cm |
| Budgerigar | 34 g | 14 Hz | 15 cm |
Observe que mesmo o minúsculo Zebra Finch bate suas asas não mais do que 27 vezes por segundo durante o cruzeiro.
Se ignorarmos a massa corporal e olharmos apenas para o pássaro sp ecies com envergadura semelhante, podemos estimar uma frequência média de 14 batimentos por segundo e uma amplitude de 23 cm:
| Espécies | Wingspan | Frequência | Amplitude |
| Budgerigar | 27 cm | 14 Hz | 15 cm |
| Andorinha europeia | ≈ 28–30 cm | ≈ 14 Hz? | ≈ 23 cm? |
| Downy Woodpecker | 31 cm | 14 Hz | 29 cm |
| Starling europeu | 35 cm | 14 Hz | 26 cm |
Calculando a média de todos os 6 valores, podemos estimar que uma andorinha europeia média voa em velocidade de cruzeiro com uma frequência de aproximadamente 15 batidas por segundo e uma amplitude de aproximadamente 22 cm.
Pule um pouco, irmão
O artigo do mês passado sobre O número de Strouhal em vôo de cruzeiro mostrou como formas de onda de vôo simplificadas que representam amplitude versus comprimento de onda podem ser úteis para visualizar a relação de Strouhal (fA / U) parâmetro que tende a cair na faixa de 0,2–0,4 durante o voo de cruzeiro eficiente.
Para uma Andorinha Europeia voando com nossa amplitude de batida de asa estimada de 24 cm, o padrão previsto de voo de cruzeiro varia de um número de Strouhal ( St) de 0,2:
… para um menos eficiente 0,4:
Se o primeiro diagrama (St = 0,2) for exato, a velocidade de cruzeiro da Andorinha Europeia seria de aproximadamente 16 metros por segundo (15 batidas por segundo * 1,1 metros por batimento). Se o segundo diagrama (St = 0,4) for preciso, a velocidade de cruzeiro da Andorinha Europeia seria mais próxima de 8 metros por segundo (15 batidas por segundo * 0,55 metros por batida).
Se estabelecermos em um valor Strouhal intermediário de 0,3:
Podemos estimar a velocidade do ar da Andorinha Europeia em cerca de 11 metros por segundo (15 batidas por segundo * 0,73 metros por batimento).
Três serão o número que você deve contar
A velocidade do ar também pode ser prevista usando uma fórmula publicada. Ao inverter esta razão de Strouhal de ponto médio de 0,3 (fA / U ≈ 0,3), Graham K. Taylor et al. mostre que, como regra geral, a velocidade de um animal voador é aproximadamente 3 vezes a frequência vezes a amplitude (U ≈ 3fA) .5
Agora, precisamos apenas inserir os números:
U ≈ 3fA
f ≈ 15 (batimentos por segundo)
A ≈ 0,22 (metros por batimento)
U ≈ 3 * 15 * 0,22 ≈ 9,9
… para estimar que a velocidade do ar de uma andorinha europeia sem carga é de 10 metros por segundo.
Oh, sim, concordo com isso
Com alguns estudos adicionais, ficou claro que essas estimativas são precisas, embora talvez coincidam.
Um estudo real de duas andorinhas europeias voando em um túnel de vento de baixa turbulência em Lund, Suécia, mostra que as andorinhas batem as asas muito mais lentamente do que minha estimativa, a apenas 7–9 batidas por segundo:
“Comparada com outras espécies de tamanho semelhante, a andorinha tem uma frequência de batida de asa bastante baixa e asas relativamente longas.” 7
A velocidade máxima que os pássaros podiam manter era de 13 a 14 metros por segundo e, embora o estudo de Lund não discuta o vôo de cruzeiro em particular, o movimento de asas mais eficiente (7 batimentos por segundo) ocorreram a uma velocidade no ar na faixa de 8–11 metros por segundo, com uma amplitude de 90–100 & graus (17–19 cm).
E houve muita alegria
Calculando os números acima e ligando-os à equação de Strouhal para vôo de cruzeiro (fA / U = 7 batimentos por segundo * 0,18 metros por batimento / 9,5 metros por segundo) produz um número Strouhal de aproximadamente 0,13:
… indicando um padrão de voo surpreendentemente eficiente caindo bem abaixo do intervalo esperado de 0,2–0,4.
Embora uma resposta definitiva certamente exigiria mais medições, médias publicadas de comprimento de asa e massa corporal em toda a espécie, estimativas iniciais de Strouhal com base nessas médias e comparações entre espécies, o vento de Lund t Um estudo unnel de pássaros voando em uma faixa de velocidades e números de Strouhal revisados com base nesse estudo me levam a estimar que a velocidade média de velocidade de cruzeiro de uma andorinha europeia sem carga é de aproximadamente 11 metros por segundo, ou 24 milhas por hora.
Qual é a capital da Assíria?
Para aqueles que procuram respostas adicionais, as quatro capitais da Assíria eram Ashur (ou Qalat Sherqat), Calah (ou Nimrud), a curta Dur Sharrukin (ou Khorsabad) e Nínive.8 As ruínas de todas as quatro cidades antigas pertencem ao estado moderno do Iraque.
Obrigado a todos que escreveram com comentários e perguntas. As respostas estão postadas aqui, junto com uma estimativa revisada do Dr. Graham Taylor e algumas teorias alternativas.
- Chris & Tilde Stuart
Pássaros da África: de aves marinhas to Seed-Eaters
MIT Press (1999) - G. L. Maclean
Roberts ‘Birds of Southern Africa
John Voelcker Bird Book Fund, Cidade do Cabo, África do Sul (1985) - Graham Chapman, John Cleese, Eric Idle, Terry Gilliam, Terry Jones , Michael Palin
Monty Python e o Santo Graal
Python (Monty) Pictures Ltd. (1975) - Unidade de Demografia Aviária
resultados do SAFRING da Andorinha Europeia (Hirundo rustica)
Departamento de Ciências Estatísticas, Universidade da Cidade do Cabo (2002) - Graham K. Taylor, Robert L. Nudds, Adrian LR Thomas
Animais voadores e nadadores cruzam em um número de Strouhal ajustado para alta eficiência de energia
Nature 425, 707–711 (16 de outubro de 2003) - Correspondência por e-mail com Graham Taylor do Departamento de Zoologia da University of Oxford (22 a 23 de outubro de 2003)
- Kirsty J. Park, Mikael Rosén, Anders Hedenström
Cinemática de voo da andorinha de celeiro (Hirundo rustica) em uma ampla faixa de velocidades em um túnel de vento
The Journal of Experimental Biology 204, 2741–2750 (2001) - Ashur Cherry
História Assíria
A Enciclopédia Mesopotâmica (2001)