Вторник, 01.07.2025, 09:18 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [788]
Снежный человек [1122]
Морские чудовища [1052]
Сухопутные твари [920]
Летающие монстры [250]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1577]
Теория [1245]
Акулы [268]
Бабочки [161]
Грибы [221]
Гусеницы [63]
Дельфины [176]
Ежи [37]
Жуки [115]
Зайцы [33]
Змеи [259]
Кальмары,осьминоги [196]
Киты [291]
Копытные [587]
Кораллы [159]
Кошачьи [816]
Крокодилы [114]
Крысы,мыши [366]
Летучие мыши [171]
Лягушки [207]
Медведи [346]
Медузы,моллюски [225]
Микроорганизмы [631]
Морские звезды [40]
Морские львы,тюлени [152]
Муравьи [254]
Мухи,комары [291]
Насекомые [407]
Обезьяны [692]
Пауки [332]
Пингвины [97]
Псовые [660]
Птицы [1166]
Пчелы [362]
Ракообразные [203]
Растения [639]
Рыбы [911]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [157]
Сурикаты,грызуны [316]
Тараканы [59]
Улитки [77]
Хамелеоны [18]
Черви [218]
Черепахи [131]
Ящерицы [193]

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: 325 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Тайна сербского Лох-Несского чудовища (120)

Сняли детеныша Лох-Несского чудовища (37)

Если йети существуют, почему они до сих пор не обнаружены (42)

Позднемелового родственника ядозубов назвали в честь предводителя орков (31)

Записали звуки и передвижение таракана при помощи оптоволокна (29)

Формула идеального взмаха поможет создать роботов-птиц будущего (30)

Биофлуоресценция у рыб развивалась более 100 раз за 112 млн лет (50)

Биологи надели 3D-очки на богомолов и сделали из них буридановых ослов (34)

Насекомые способны к навигации по звездам (41)

Растения, которые не стоит собирать и выращивать (43)

Кожная слизь аксолотля распознала и уничтожила раковые клетки (26)

Нашли нового предка тираннозавра (21)

Новый вид ящерицы-монстерзавра назвали в честь вождя гоблинов (48)

Паук-кружевник убил добычу, окутав токсичным шелком (27)

В кожном секрете ослов нашли средство от клещей (29)

В Канадской Арктике нашли челюсти новой хищной рыбы девонского периода (48)

Почему птицы поют на рассвете (26)

Роевой интеллект направил муравьев расчистить путь перед сородичами с добычей (24)

Ветеринары выявили породы собак, чаще подверженные диарее (31)

Палеонтологи впервые описали кололит зауропода (23)

Бигфута сняли в лесах Колорадо (114)

Открыли гриб с производными ЛСД (41)

Байкальские рачки сохранили древнюю способность выживать при нагреве (45)

Шимпанзе заразились зевотой от робота (41)

Отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов (40)

У осьминога впервые нашли девятую работающую «ногу» (84)

Как черви совершают коллективный побег в дикой природе (56)

Новый вид рыб в «спасательном круге» нашли в китайских пещерах (49)

Почему павианы «ходят строем» (49)

Макаки с острова Авадзи увлеклись групповым грумингом (43)

Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами (26)

Какаду научились пользоваться общественными фонтанчиками для питья (38)

Поиски Лох-Несского чудовища продолжаются (74)

Лох-Несское чудовище питается лососем (46)

Постельных клопов назвали первыми насекомыми-вредителями (29)

Как мухи ощущали приложенную лапками силу (33)

Дрозофил заставили полюбить кокаин с помощью генной инженерии (29)

Тетерки охотнее спарились с самцами-танцорами, а не драчунами (36)

У кошек нашли «ген мурлыканья» (32)

Как тюлени ориентируются в мутной воде прибрежных зон (34)

Азиатские слонихи обошли саванных почти на килограмм мозга (31)

Птицы начали гнездиться в Арктике уже в позднем мелу (79)

Данио рерио адаптировались к жаре (27)

Физики напугали сомов (37)

Рыбы-клоуны уменьшились в ответ на тепловой стресс (28)

Опровергли теорию о вымирании мегалодонов (79)

Умственные способности ворон и сорок шокировали (54)

Хиолитов отнесли к самым ранним моллюскам (32)

Насекомые выпутались из паутины благодаря воску на экзоскелете (28)

Ленивцы три раза независимо стали гигантскими (37)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (34918)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (23619)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23426)

Русские монстры: от древности до наших дней (21548)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (17477)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (17102)

Морского червя приняли за инопланетянина (16050)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16031)

Откуда вынырнули русалки? (15663)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (15605)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (15342)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15245)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (14750)

Неведомое существо обитает в Приморье (14711)

Логово снежного человека обнаружено в США (14115)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (13957)

Чупакабра добралась до Воронежской области (12718)

10 неожиданно опасных пород собак (12523)

Монстры океанов (12508)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12454)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (12056)

Кракен - чудовище из морской бездны (11946)

Морской змей в Черном море (11925)

Похороны настоящей… русалки (11699)

Распутывая ДНК бигфута (11544)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (11425)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11385)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (11318)

Страшное насекомое замечено в Индии (11318)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11278)

Когда просыпаются русалки (11264)

Крысы умнее, чем Google (11248)

Львы дружески трутся друг о друга (11197)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (11100)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (10983)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (10982)

Кого боятся белые акулы (10915)

Монстры уходят на глубину (10893)

Хайгейтские вампиры (10614)

Морские дьяволы (10534)

Проект "Криптозоология" © 2010-2025 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна

Яндекс.Метрика