Orang Cina kuno berlatih kopromansi, diagnosis kesehatan berdasarkan bentuk, ukuran dan tekstur feses. Begitu pula orang Mesir, Yunani dan hampir setiap budaya kuno. Bahkan hari ini, dokter Anda mungkin bertanya kapan terakhir kali Anda buang air besar dan menjelaskannya dengan sangat rinci.
Tentu, tidak nyaman untuk dibicarakan. Tapi di situlah sains masuk, karena apa yang tidak ingin kita diskusikan tetap bisa membahayakan. Sindrom iritasi usus, penyakit radang usus, infeksi saluran cerna dan penyakit terkait kotoran lainnya merugikan orang Amerika miliaran dolar setiap tahun.
Tetapi mencoba membendung masalah ini bukanlah motivasi utama kami untuk mencoba mencari tahu beberapa fisika buang air besar. Itu adalah sesuatu yang lain, jauh lebih menyeramkan.
Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca artikel asli oleh Dr David Hu, Associate Professor Teknik Mesin dan Biologi, Asisten Profesor Fisika, Institut Teknologi Georgia, dan Patricia Yang, Ph.D. Mahasiswa Teknik Mesin, Institut Teknologi Georgia
Dari Pengamatan Pribadi ke Lab
Ketika menjadi orang tua memukul, itu memukul keras. Salah satu dari kami adalah seorang ayah yang bekerja yang bertahan hidup dengan mempelajari serangkaian keterampilan baru, salah satunya adalah analisis tinja. Bertahun-tahun mengganti popok dan kemudian latihan pispot mengubah saya dari pemula analisis kotoran menjadi ahli keriput. Hidup saya berlalu dalam serangkaian gambar: pelet feses keras seperti kacang polong ke feses panjang seperti ular halus ke genangan air coklat.
Berbeda dengan zaman dahulu, kami tidak percaya bahwa kami dapat memprediksi masa depan dari bangku anak-anak. Tapi kami pikir ada baiknya mencoba memahami dari mana semua bentuk ini berasal. Memiliki laboratorium menjawab pertanyaan tentang dunia sehari-hari adalah salah satu kesenangan tersendiri menjadi seorang ilmuwan.
Sebagai dinamisis fluida, kami bergabung dengan ahli bedah kolorektal Daniel Chu, dan dua mahasiswa pendukung, Candice Kaminski dan Morgan LaMarca, yang memfilmkan buang air besar dan kotoran yang diambil dengan tangan dari 34 spesies mamalia di Kebun Binatang Atlanta untuk mengukur densitas dan viskositasnya.
Kami belajar bahwa kebanyakan gajah dan herbivora lainnya menciptakan "pengapung" sementara kebanyakan harimau dan karnivora lainnya menciptakan "pemberat." Secara tidak sengaja, kami juga mengurutkan kotoran dari yang paling bau hingga yang paling tidak berbau, mulai dari harimau dan badak dan seterusnya ke panda. Keanekaragaman hewan di kebun binatang memberi kami berbagai ukuran dan bentuk tinja yang berfungsi sebagai bukti independen untuk memvalidasi model matematis kami tentang durasi buang air besar.
Kami juga menempatkan kotoran di alat yang disebut "rheometer", blender presisi yang dapat mengukur sifat bahan seperti cairan dan padat seperti cokelat dan sampo. Lab kami berbagi dua rheometer dengan fisikawan Georgia Tech Alberto Fernandez-Nieves. Sejak itu kami telah mengkategorikan rheometer sebagai "reometer bersih" dan "reometer David Hu" - yang telah melihat bagian yang adil dari air liur katak, lendir, dan feses.
Rahasia Kecepatan
Apa lagi yang kita pelajari? Hewan yang lebih besar memiliki kotoran yang lebih panjang. Dan hewan yang lebih besar juga buang air besar dengan kecepatan lebih tinggi. Misalnya, seekor gajah buang air besar dengan kecepatan enam sentimeter per detik, hampir enam kali lebih cepat dari seekor anjing. Kecepatan buang air besar bagi manusia adalah antara dua sentimeter per detik.
