Пятница, 11.09.2026, 14:49 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [793]
Снежный человек [1153]
Морские чудовища [1088]
Сухопутные твари [930]
Летающие монстры [251]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1682]
Теория [1271]
Акулы [275]
Бабочки [169]
Грибы [231]
Гусеницы [66]
Дельфины [182]
Ежи [38]
Жуки [122]
Зайцы [34]
Змеи [270]
Кальмары,осьминоги [205]
Киты [306]
Копытные [602]
Кораллы [164]
Кошачьи [842]
Крокодилы [114]
Крысы,мыши [376]
Летучие мыши [179]
Лягушки [217]
Медведи [353]
Медузы,моллюски [235]
Микроорганизмы [642]
Морские звезды [42]
Морские львы,тюлени [157]
Муравьи [270]
Мухи,комары [301]
Насекомые [427]
Обезьяны [741]
Пауки [351]
Пингвины [104]
Псовые [676]
Птицы [1228]
Пчелы [394]
Ракообразные [210]
Растения [663]
Рыбы [934]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [162]
Сурикаты,грызуны [326]
Тараканы [60]
Улитки [79]
Хамелеоны [19]
Черви [221]
Черепахи [136]
Ящерицы [200]

Интересное
Аномальные новости

Хроники природных катастроф

Календарь
«  Ноябрь 2022  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 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: 406 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Разгадка тайны снежного человека (119)

Древний американский гепард оказался арктической пумой (34)

Золотые тигры - одни из самых редких больших кошек в мире (34)

Необычная черепаха-альбинос из Боливии (32)

Палеонтологи нашли окаменелости гигантского скорпиона (37)

Что делает пение птиц приятным для человека (30)

В Антарктиде нашли бактерии, которых больше нигде на земле нет (30)

Самки хрустанов пролетели сотни километров ради спаривания (35)

Реконструировали стрекот кузнечиков из лесов юрского периода (113)

Обезьяны научились лазить по стволам деревьев без «обезьяньей» стопы (52)

Подводная камера впервые засняла рыбу, которая двигается задом наперед (53)

Как на самом деле хватал добычу тасманийский волк (56)

Шмелей поймали за сбором антибиотиков для зараженных личинок (56)

Новый вид пауков из Скалистых гор поселился недалеко от родственников (45)

Пение птиц перестало успокаивать людей (125)

Одиночество заставило мышей употреблять алкоголь (81)

Новый вид ящериц назвали в честь дракона из сериала «Дом Дракона» (129)

Существование млекопитающих размером с пум в эпоху динозавров (74)

Редчайший палласов кот попал в объектив фотоловушек в Иране (79)

Почему косатки приносят людям еду? (66)

Киты стали лучше питаться благодаря потеплению моря у Гренландии (66)

Землеройки уменьшили мозг на зиму (72)

Откуда берется уникальный «химический почерк» каждой кошки (74)

Новый вид змей с Новой Гвинеи назвали в честь гитариста (70)

В Китае стали пропадать птицы - под подозрением солнечная энергетика (75)

Почему кашалоты спят вертикально (190)

Животные научились расщеплять бактериальный «биопластик» (70)

Почему пчелы и муравьи стали «коллективными» видами (93)

Гигантские крокодилы господствовали в пищевых цепях миоцена (94)

Почему нельзя целовать кошек (51)

Рабочие шмели смогли выучить новый запах королевы (82)

Нашли новый вид рыб в водяных колонках на границе Индии и Непала (67)

Самки павианов не впечатлились щедростью самцов (61)

Раки-отшельники распространили семена паразитического растения (64)

Цинодонта заподозрили в живорождении (77)

Новый вид ящериц из Таиланда назвали в честь драконицы Сиракс (75)

Охотник на бигфута утверждает, что ученые лгут (277)

Древние гиены стали падальщиками 3,6 миллиона лет назад (62)

Природную глупость птицы додо назвали сильно преувеличенной (66)

Что для кошек важнее крика собственных котят (65)

Как мозг собаки различает негативные эмоции человека (65)

Криптозоолог запечатлел существ в озере Лох-Несс (142)

Воссоздан скелет гигантского древнего крокодила (69)

Бабочки по всему миру стали менять места обитания (76)

Каких по запаху людей предпочитают разные виды комаров (96)

На Мадагаскаре открыли сразу семь видов лягушек (72)

Кабаны помогли воронам оценить безопасность еды (62)

Гипотезу Дарвина о плотоядности камнеломок подтвердили 150 лет спустя (91)

Личинки паразитических жуков-нарывников научились синтезировать цветочный запах (95)

Мозг голодных муравьев захватил почти половину всех энергетических ресурсов тела (86)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (35391)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (24759)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23807)

Русские монстры: от древности до наших дней (22353)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (18739)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (17944)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (17232)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (16846)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16557)

Морского червя приняли за инопланетянина (16493)

Откуда вынырнули русалки? (16377)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15784)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (15491)

Неведомое существо обитает в Приморье (15260)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (15255)

Логово снежного человека обнаружено в США (14790)

10 неожиданно опасных пород собак (14578)

Чупакабра добралась до Воронежской области (13853)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (13785)

Монстры океанов (13262)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (13097)

Крысы умнее, чем Google (12619)

Кракен - чудовище из морской бездны (12535)

Морской змей в Черном море (12477)

Распутывая ДНК бигфута (12444)

Когда просыпаются русалки (12404)

Львы дружески трутся друг о друга (12292)

Похороны настоящей… русалки (12103)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (12005)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (11992)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (11972)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11902)

Страшное насекомое замечено в Индии (11860)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11860)

Монстры уходят на глубину (11603)

Кого боятся белые акулы (11572)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (11532)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (11525)

Морские дьяволы (11234)

Хайгейтские вампиры (11136)

Проект "Криптозоология" © 2010-2026 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна

Яндекс.Метрика