Пятница, 26.04.2024, 03:39 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [786]
Снежный человек [1071]
Морские чудовища [986]
Сухопутные твари [881]
Летающие монстры [244]
Подземные твари [60]
Динозавры,мегафауна [1467]
Теория [1197]
Акулы [263]
Бабочки [154]
Грибы [209]
Гусеницы [60]
Дельфины [170]
Ежи [35]
Жуки [114]
Зайцы [31]
Змеи [250]
Кальмары,осьминоги [187]
Киты [283]
Копытные [569]
Кораллы [150]
Кошачьи [790]
Крокодилы [112]
Крысы,мыши [349]
Летучие мыши [159]
Лягушки [193]
Медведи [343]
Медузы,моллюски [208]
Микроорганизмы [604]
Морские звезды [38]
Морские львы,тюлени [150]
Муравьи [243]
Мухи,комары [279]
Насекомые [381]
Обезьяны [628]
Пауки [312]
Пингвины [93]
Псовые [634]
Птицы [1110]
Пчелы [343]
Ракообразные [194]
Растения [596]
Рыбы [868]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [147]
Сурикаты,грызуны [296]
Тараканы [56]
Улитки [76]
Хамелеоны [17]
Черви [204]
Черепахи [130]
Ящерицы [187]

Интересное
Аномальные новости

Хроники природных катастроф

Календарь
«  Ноябрь 2022  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930

Архив новостей

Реклама

Логотип сайта

Форма входа

Главная » 2022 » Ноябрь » 5 » Физик объяснил живучесть кошек при падении

19:35
Физик объяснил живучесть кошек при падении

Американский физик построил модель падения кошки с этажа высотного здания. Предполагая, что кошка уже развернулась в полете, он количественно описал ее движение и амортизацию лапами о различные поверхности, а также качественно сравнил нагрузку на кости и суставы кошки с аналогичным воздействием на опорно-двигательный аппарат человека. Проделанные автором вычисления помогают лучше понять природу живучести кошек.

Кошки, как давние компаньоны человека, регулярно оказываются объектом научного исследования. Чаще всего их изучают зоологи, эпидемиологи и генетики. Однако физикам тоже есть чему поучиться у кошек, и речь идет не о коте Шрёдингера и даже не о Чеширском коте.

Способность кошек переворачиваться в воздухе лапами вниз и выживать при падениях с больших высот озадачивала ученых довольно давно. В конечном итоге физики поняли, что секрет переворота кошек сокрыт в механике деформирующегося тела с переменным угловым моментом, законами которой кошка пользуется, нужным образом изгибая спину. Инженеры пытались использовать эту технику, чтобы научить своих четвероногих роботов приземляться на лапы, но в итоге придумали свой способ, основанный на работе ног.

Вопрос о выживаемости при падении с высоты оказался более сложным, поскольку его опытное исследование противоречит этическим нормам. Ученым остается ориентироваться на задокументированные инциденты, которые часто случаются с кошками, живущими в квартирах многоэтажных домов. Сообщалось о способности кошек выжить даже при падении с 32 этажа. Для сравнения: шансы умереть у человека появляются, начиная с третьего этажа, и уже к пятому становятся очень большими.

Чтобы пролить свет на кошачью живучесть с помощью уравнений физик Джон Чаллис из Пенсильванского университета разбил проблему на три части: набор скорости при падении с высоты, амортизация лапами при контакте с поверхностью, а также прочность костей и суставов кошки.

Ученый рассматривал невращающуюся жесткую кошку массой 4,5 килограмма, уже летящую лапами вниз, которая в начальный момент времени начинает двигаться из состояния покоя под действием силы тяжести. Единственной дополнительной силой в его модели оставалась сила аэродинамического сопротивления, пропорциональная плотности воздуха, квадрату скорости, площади проекции кошки и соответствующему коэффициенту. Последние два параметра автор взял из литературы, посвященной физике кошек. Так, средняя площадь проекции животного была посчитана ранее с помощью регрессионного уравнения и составила 0,1 квадратного метра, в то время как коэффициент аэродинамического сопротивления был извлечен из экспериментов с падением игрушечной кошки и оказался равен 1,2.

Решая полученное динамическое уравнение, Чаллис построил зависимость скорости падения от высоты, измеряемой в этажах высотного здания при учете, что один этаж соответствует 3,5 метра. Аэродинамическое сопротивление не дает скорости расти неограниченно, останавливая ее на отметке 24,5 метра в секунду, при этом уже к десятому этажу скорость кошки достигает 20 метров в секунду. Таким образом, согласно модели физика дальнейшее увеличение высоты здания не должно играть существенной роли в уменьшении живучести кошки.

Второй важный этап падения — амортизация. Для его описания Чаллис рассматривал лапы кошки в качестве четырех пружин с вязким трением. В своих оценках он опирался на значение жесткости кошачьих лап, измеренное ранее по походке кошек и равное четырем килоньютонам на метр, однако автор удвоил это значение, предполагая, что при приземлении амортизация более жесткая, чем при ходьбе. Отсутствие колебаний кошачьего тела при амортизации, свидетельствовало о том, что динамика пружин с вязкостью относится к границе апериодичности. Это позволило физику вычислить коэффициент затухания и использовать его при построении зависимости смещения тела кошки при контакте с землей от времени. Оказалось, что модель позволяет кошке избежать удара тела о землю, причем свойства поверхности (абсолютно жесткая, бетон или трава) слабо влияют на результат.

Вопрос о прочности лап автор рассмотрел лишь качественно. Он отметил, что способность костей сопротивляться нагрузке прямо пропорциональна их сечению, следовательно, массе в степени 2/3, что довольно близко к реальности. Прочность кости описывается выдерживаемым ею механическим напряжением, которое масштабируется как масса в степени 1/3. Аналогичное масштабирование наблюдается и для суставов. Следовательно, опорно-двигательный аппарат кошек в среднем испытывает меньшие удельные нагрузки при падении по сравнению с более крупными животными, например, человеком. По мнению автора, результаты всех трех этапов работы совместно объясняют живучесть кошек при падениях с больших высот.

Чаллис в своей работе также повторял вычисления и для человека — результаты для него оказались более плачевными, чем для кошки. Не так давно мы уже рассказывали про детальные симуляции и эксперименты с манекенами, призванные исследовать ныряние человека в воду в трех различных позах.

https://nplus1.ru/news/2022/11/01/why-cats-have-nine-lives

Категория: Кошачьи | Просмотров: 236 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

На темп и ритм птичьего пения повлияли гены (21)

Куры покраснели от эмоций (14)

На обочине дороги в Огайо заметили животное, истребленное 200 лет назад (20)

У черных ревунов обнаружили эффект дорогого врага (16)

Первые биолюминесцентные организмы появились 540 млн лет назад (14)

Клонировали еще двух вымирающих американских хорьков (13)

Поляризованный лунный свет помог муравьям отыскать путь домой (34)

Акулы предпочитают жить в теплой воде с температурой 20-22 градуса (22)

У миног нашли зачатки симпатической нервной системы (42)

Молодые самцы лазоревок уступили чужих самок старшим сородичам (22)

Палеонтологи открыли древнюю гигантскую змею (45)

Как работает антимикробный пептид из морского червя (24)

НАСА попросили помочь в поисках Лох-Несского чудовища (59)

Обнаружили останки крупнейшего ихтиозавра Земли (48)

Описали новый вид древних гигантских кенгуру (40)

Микробиологи рассказали о бактериальном вампиризме (32)

Шмели живут под водой неделю (30)

Новый микроорганизм назвали в честь братьев Стругацких (32)

Подземного муравья из Австралии назвали в честь Волан-де-Морта (27)

Бигфут скрывается в горах с таинственной энергией (113)

Огромный осьминог, съевший лошадь (76)

Фото странного существа в реке Гудзон (77)

Грязный воздух изменил половые предпочтения насекомых (44)

Выяснили причину специфического запаха кошачьих меток (44)

Неизвестные ископаемые кости приписали гигантскому ихтиозавру (49)

Взрослые городские гульманы оказались левшами (41)

Рейнджеры сфотографировали редкое животное в австралийской глубинке (48)

Младшие птенцы удодов оказались консервами (50)

Изменение климата ухудшит зрение осьминогов (36)

Секрет слаженной работы термитов при строительстве гнезд (24)

Динозавры нарушили закон зависимости размеров от широт (29)

Необычно огромные глаза многощетинкового червя (31)

Как видят наш мир собаки и кошки (40)

Обнаружили в клетках мозга млекопитающих "вечные" РНК-молекулы (24)

Описали неизвестного ископаемого дельфина с необычным способом питания (40)

Каждая третья человекообразная обезьяна может исчезнуть с лица земли (26)

Новые фото Лох-Несского чудовища (144)

Охотник на бигфута обратился в департамент шерифа (58)

Бактерии способны вырабатывать стационарные спиральные волны (32)

Змеи узнали себя в «зеркальном тесте» (33)

Скорость роста исключили из факторов победы динозавров над современниками (39)

Описан скелет тиктаалика - одного из первых выходцев на сушу (43)

Открыли новый ископаемый вид ручейников (76)

Розовую рыбу с руками сняли среди обломков затонувшего парохода (64)

Нового геккона из Индии назвали в честь ван Гога (52)

Птицы закодировали информацию штрих-кодами (51)

Сфотографировали одну из самых редких колибри (49)

Бигфут и сасквоч - инопланетные гибриды (103)

В Приморском океанариуме медуза цианея волосистая впервые дала потомство (46)

Численность половины видов пчел в засушливых местообитаниях сократится к концу века (40)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (34335)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (22582)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (21982)

Русские монстры: от древности до наших дней (20812)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (16374)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (15999)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (15533)

Морского червя приняли за инопланетянина (15033)

Откуда вынырнули русалки? (14844)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (14623)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (14371)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (14131)

Неведомое существо обитает в Приморье (13750)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (13606)

Логово снежного человека обнаружено в США (13390)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (12905)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12005)

10 неожиданно опасных пород собак (11697)

Монстры океанов (11690)

Чупакабра добралась до Воронежской области (11590)

Морской змей в Черном море (11401)

Кракен - чудовище из морской бездны (11162)

Похороны настоящей… русалки (11142)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (10995)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (10761)

Страшное насекомое замечено в Индии (10705)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (10698)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (10646)

Распутывая ДНК бигфута (10620)

Крысы умнее, чем Google (10539)

Львы дружески трутся друг о друга (10495)

Когда просыпаются русалки (10474)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (10340)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (10198)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (10170)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (10046)

Монстры уходят на глубину (10007)

Кого боятся белые акулы (9949)

Морские дьяволы (9827)

Хайгейтские вампиры (9749)

Проект "Криптозоология" © 2010-2024 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна

Яндекс.Метрика