Суббота, 13.06.2026, 10:23 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [793]
Снежный человек [1151]
Морские чудовища [1080]
Сухопутные твари [930]
Летающие монстры [251]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1660]
Теория [1267]
Акулы [274]
Бабочки [165]
Грибы [229]
Гусеницы [66]
Дельфины [180]
Ежи [38]
Жуки [118]
Зайцы [34]
Змеи [269]
Кальмары,осьминоги [205]
Киты [303]
Копытные [598]
Кораллы [162]
Кошачьи [833]
Крокодилы [114]
Крысы,мыши [374]
Летучие мыши [179]
Лягушки [216]
Медведи [353]
Медузы,моллюски [234]
Микроорганизмы [640]
Морские звезды [42]
Морские львы,тюлени [156]
Муравьи [268]
Мухи,комары [299]
Насекомые [423]
Обезьяны [728]
Пауки [347]
Пингвины [104]
Псовые [672]
Птицы [1216]
Пчелы [386]
Ракообразные [207]
Растения [662]
Рыбы [931]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [161]
Сурикаты,грызуны [323]
Тараканы [60]
Улитки [79]
Хамелеоны [19]
Черви [221]
Черепахи [135]
Ящерицы [198]

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


Последние новости

Охотники заполонили озеро Лох-Несс (65)

Впервые сфотографировали редчайшую карликовую лисицу в мире (23)

Назальный спрей вернул память пожилым мышам всего за две дозы (19)

Осьминоги научились пользоваться «зеркалами заднего вида» (17)

Мышей научили «высыпаться» без сна (19)

Хромосому крысы из замороженных клеток восстановили внутри мышей (22)

Собаки поняли запреты и разрешения без слов (18)

Биологи нашли ген «живи быстро, умри моложе» (19)

Камуфляж кузнечиков сделал их брачные песни привлекательнее (19)

Полигамные птицы оказались более склонными к мастурбации (20)

Шмели с ходу решили новую задачу (15)

Редкого попугая с индонезийского острова Буру встретили впервые за 11 лет (19)

Группа бигфутов преследовала подростков в лесу Айдахо трое суток (131)

Шимпанзе и бонобо выбрали друзей совсем как люди (34)

Получены самые качественные снимки редчайшего попугая (35)

У пчел нашли способность к целенаправленному плаванию (34)

Городские птицы пытались впечатлить самок человеческим мусором (32)

Динозавры столкнулись с умирающим миром еще до падения астероида (36)

Сенокосцы поохотились на лягушек и жаб (35)

Пчелы использовали особый воск для строительства маточников (34)

Орнитологи уличили 55 видов птиц в мастурбации (38)

Пещерные и современные львы разошлись около 1,7 миллиона лет назад (40)

Нашли общие транскриптомные маркеры старения у млекопитающих (22)

У спинозавров нашли способность плакать солеными слезами (38)

Нашли способ предотвратить передачу вируса при укусе клещей (27)

Как электрические рыбы не оглушают сами себя (30)

Древние саламандры оказались активными хищниками (35)

Орангутаны оказались рекордсменами по длительности грудного вскармливания (25)

Тихоходки высушили себя, чтобы пережить высокие температуры (26)

Инвазивные змеи научились плавать в море (28)

Эунотозавра исключили из предков черепах (48)

Нашли кости трехметровой «цапли» из мелового периода (35)

Иммунные клетки в печени помогли голубям не заблудиться в пасмурную погоду (37)

Отрезанные ножки морского огурца три года прожили как организмы (32)

Древнего родственника аксолотля назвали в честь Кетцалькоатля (31)

Ихтиолог впервые снял вынашивающего икру самца красной рыбы-иглы (28)

Пещерного кузнечика с греческого острова назвали в честь балрогов (36)

Новый вид ископаемого аксолотля нашли в Мексике (57)

Глобальное потепление заставляет северных оленей переходить на водоросли (32)

Отвлекающий стимул помешал пчелам переучиваться (26)

Небесному усачу предрекли потерю 80 процентов ареала к концу века (39)

Палеонтологи описали энанциорнисовую птицу с хвостом вдвое длиннее тела (35)

Крошечного голожаберного моллюска назвали в честь кунжутного семени (27)

Молодые шимпанзе понаблюдали за взрослыми во время еды и груминга (37)

Найдены отпечатки огромных лап бигфута (64)

Ученые заподозрили пчел в признаках осознанности (50)

Сколько живут гидроиды порпиты (50)

Рыжий кустарниковый жаворонок, которого почти столетие считали исчезнувшим (57)

У белух обнаружили способность узнавать себя в зеркале (33)

ДНК мамонтов секвенировали из палеолитических артефактов (47)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (35287)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (24523)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23728)

Русские монстры: от древности до наших дней (22235)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (18566)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (17854)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (16999)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (16699)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16415)

Морского червя приняли за инопланетянина (16405)

Откуда вынырнули русалки? (16271)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15631)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (15396)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (15144)

Неведомое существо обитает в Приморье (15143)

Логово снежного человека обнаружено в США (14705)

10 неожиданно опасных пород собак (14350)

Чупакабра добралась до Воронежской области (13595)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (13580)

Монстры океанов (13161)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (13013)

Кракен - чудовище из морской бездны (12389)

Морской змей в Черном море (12374)

Распутывая ДНК бигфута (12340)

Когда просыпаются русалки (12284)

Крысы умнее, чем Google (12219)

Львы дружески трутся друг о друга (12181)

Похороны настоящей… русалки (12022)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (11916)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (11882)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (11869)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11809)

Страшное насекомое замечено в Индии (11771)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11739)

Монстры уходят на глубину (11508)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (11439)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (11410)

Кого боятся белые акулы (11405)

Морские дьяволы (11136)

Хайгейтские вампиры (11032)

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

Яндекс.Метрика