大卫·胡曾想知道给大象换尿布是什么感觉。胡是佐治亚理工学院的机械工程学和生物学助理教授，他有两个蹒跚学步的孩子，所以过去几年里他做了不少换尿布的工作。就像任何好奇的老师一样，他把这个问题转化成了他的流体力学课的一个问题：根据大象膀胱和尿道的尺寸，排空大象的膀胱需要多长时间？他的一些更热情的本科生拿着高速摄像机，去了动物园，并实地测量了这个过程。
希望没有人需要给大象换尿布，因为那太重了。一头大象一次可以排尿约42.3加仑。也许用“撒尿”来形容它并不准确。这更像是一个破裂的下水道管道的喷涌：每秒几乎有1.5加仑的液体从尿道喷射而出。
“关键在于管道的长度。”
很快，胡和他所在的实验室也开始研究其他动物，并注意到一个有趣的现象：所有动物似乎都在相同的时间内排空膀胱。一头大象，它的膀胱近2英尺高，可以容纳三大垃圾袋的尿液，它排尿的时间与一只20磅重的狗排尿的时间几乎相同，而这只狗的膀胱只能容纳半杯液体：大约20秒。胡将其比作给你的厨房水槽和浴缸注水，然后拔掉排水塞，让它们大致同时排空。这就是胡所说的“排尿定律”，即几乎所有哺乳动物在相同的时间内排空膀胱。无论是1升还是100升液体，排空膀胱都需要20到40秒。
“这与膀胱的设计有关，”胡告诉《大众科学》杂志。换句话说，关键在于尿道，也就是将尿液从膀胱排出体外的管道。（在男性中，它也输送精子。）“这对于让大型动物更快地排出液体非常重要，”他说。“关键在于管道的长度。”因为大型动物似乎依靠重力而不是膀胱肌肉来保持尿流，所以管道越长，单个分子通过的速度就越快。尿道的直径也很重要，它会增加每秒排出的液体量——在大象的情况下，就是1.5加仑。
无论是1升还是100升液体，排空膀胱都需要20到40秒。
胡和他的团队研究的动物，其尿道长度与直径的比率几乎恒定：是直径的20倍。大象粗大的尿道（长1米，直径10厘米）的纵横比与老鼠的尿道完全相同，老鼠的尿道大约有一个厚订书钉那么大（长1厘米，直径1毫米）。
然而，对于像老鼠这样小的动物，排尿的物理原理完全不同。因为它们膀胱非常小，“引力在小型动物身上似乎仍然存在，”胡说。“就像水卡在一个小顶针里一样。”所以这个理论似乎只适用于体重超过1公斤的哺乳动物。
至于人类，胡还没有真正对我们进行测试，但我们很可能也处于标准的20到40秒的范围内。（在一个完全不科学的研究中，我花了大约15.2秒来释放一部分可乐。表现压力。）
排尿定律基于对大象、牛、山羊和老鼠的高速录像，以及YouTube上的30个额外的动物排尿视频和科学文献中已有的流速数据。研究人员用“尺寸合适的容器”捕捉到了动物们的黄金数据流。
为了科学，胡对动物的排尿习惯有了很多了解；他们收集数据的每种动物都带来了自己独特的数据收集挑战。“大象是最难的，因为你无法让大象做什么。大象自己决定它想做什么，”他描述道。幸运的是，它们喜欢保持笼子干净，所以研究人员可以在动物出来晨尿时收集数据。而且，由于大象饲养员会收集尿液进行检测，大象会进行一项特殊的锻炼，包括上下爬一个凳子，来促使膀胱排尿。牛也可以在“特定部位”（论文中提到了外阴）被抚摸来引诱排尿。“显然它很喜欢那种感觉，”胡说。然后它就排尿了。
捕捉大象的尿液可能很有趣，但除了发表这项研究之外，胡的尿液研究生涯可能不会有太多发展。他的团队正在与泌尿科医生和兽医讨论利用流速来识别年长雄性动物的**前列腺**问题的可能性，但“我认为关于尿液，我就想说的就这么多了，”他说。
