Воскресенье, 14.12.2025, 00:23 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [792]
Снежный человек [1136]
Морские чудовища [1075]
Сухопутные твари [930]
Летающие монстры [251]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1608]
Теория [1260]
Акулы [272]
Бабочки [161]
Грибы [227]
Гусеницы [64]
Дельфины [179]
Ежи [37]
Жуки [115]
Зайцы [34]
Змеи [265]
Кальмары,осьминоги [201]
Киты [296]
Копытные [591]
Кораллы [161]
Кошачьи [827]
Крокодилы [114]
Крысы,мыши [370]
Летучие мыши [176]
Лягушки [212]
Медведи [351]
Медузы,моллюски [228]
Микроорганизмы [634]
Морские звезды [42]
Морские львы,тюлени [153]
Муравьи [261]
Мухи,комары [295]
Насекомые [413]
Обезьяны [708]
Пауки [340]
Пингвины [101]
Псовые [665]
Птицы [1182]
Пчелы [369]
Ракообразные [203]
Растения [648]
Рыбы [921]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [160]
Сурикаты,грызуны [319]
Тараканы [59]
Улитки [78]
Хамелеоны [19]
Черви [220]
Черепахи [134]
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: 346 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Нашли генетические признаки адаптации белых медведей к жизни безо льда (0)

Впервые зафиксировали совместную охоту косаток и дельфинов (0)

Самцы бонобо отследили репродуктивные циклы самок (0)

Человек по уровню моногамии оказался ближе к сурикатам, чем к шимпанзе (1)

Диплодоки могли иметь такую же яркую окраску, как современные птицы (0)

Подводная камера запечатлела редкого семирукого осьминога (0)

Нанотираннус был отдельным видом (0)

Охотники на бигфута приближаются к разгадке тайны (73)

Новое изображение Лох-Несского чудовища (38)

Бигфуты и научные исследования на грани (30)

Пчелы не эффективны против слонов (23)

Лягушки победили самых опасных шершней (27)

Нехватка сардин привела к сокращению на 95% популяции пингвинов (26)

ФБР опубликовало досье на снежного человека (78)

Гриб из Чернобыля поглощает радиацию (31)

Почему и как бенгальская кошка не стала домашней (27)

Шимпанзе и люди одинаково отнеслись к просоциальности (25)

У растений обнаружили механизм бурения плотного грунта по принципу промышленных труб (28)

В Европе распространяется хищный червь (37)

Редкая эволюционная особенность позволила пандам использовать инструменты (35)

Генетический анализ переписал историю происхождения домашних кошек (40)

Биологи нашли систему принудительного роста вниз у растений (32)

Выяснили, за какое время слоны привыкают к следящим дронам (25)

В геноме адского вампира нашли следы общего предка осьминогов и кальмаров (37)

Агрессия у собак оказалась генетически связана с человеческой депрессией (29)

Люди ищут истину, стоящую за снежным человеком (85)

Мозг птерозавров и птиц адаптировался к полету двумя разными путями (34)

В Германии нашли самого маленького в мире коня (39)

Социальное обучение позволило орангутанам освоить взрослый пищевой рацион (26)

Безуспешные поиски Лох-Несского чудовища (62)

Переписали механизм навигации у голубей (38)

Изучение пингвинов помогло воссоздать механизм коллективного поведения (37)

Споры мха выжили после девяти месяцев в открытом космосе (40)

Смешение с собаками повысило генетическое разнообразие части динго (43)

Новозеландцы встретили розовую кобылку (31)

Обезьяны показали способность отказываться от своих ошибочных убеждений (52)

У мышей обнаружили способность к «акушерству» (40)

Домашние кошки предпочли кузнечиков и сверчков (35)

Новый вид змей назвали в честь Стива Ирвина (26)

Муравьи-паразиты обманом заставили муравьев-хозяев убить собственных матерей (35)

Считавшуюся вымершей рыбу переоткрыли спустя 21 год (45)

Палеобиологи «добыли» древнейшую РНК из туши мамонтенка Юка (131)

Сколько нужно кальмаров для прокорма черных дельфинов (49)

Шмели отличили короткое мигание лампочки от длинного (51)

Пауки сделали фальшивых пауков втрое крупнее себя из объедков и мусора (50)

Ученые посоветовали кричать на чаек, чтобы не дать им украсть еду (49)

Раскрыли клеточные механизмы «мужской беременности» морских коньков (61)

Бактерии со сломанными жгутиками поплыли вперед на собственных фекалиях (61)

Как хамелеонам удается вращать глазами независимо друг от друга (49)

Скворцы превзошли попугаев в имитации звуков дроида R2-D2 (44)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (35060)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (23990)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23542)

Русские монстры: от древности до наших дней (21870)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (18109)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (17633)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (16375)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (16320)

Морского червя приняли за инопланетянина (16179)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16175)

Откуда вынырнули русалки? (15968)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15361)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (15152)

Неведомое существо обитает в Приморье (14868)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (14846)

Логово снежного человека обнаружено в США (14421)

10 неожиданно опасных пород собак (13449)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (13093)

Чупакабра добралась до Воронежской области (13078)

Монстры океанов (12854)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12676)

Морской змей в Черном море (12152)

Распутывая ДНК бигфута (12115)

Кракен - чудовище из морской бездны (12087)

Когда просыпаются русалки (12034)

Львы дружески трутся друг о друга (12017)

Похороны настоящей… русалки (11803)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (11596)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (11528)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11513)

Крысы умнее, чем Google (11466)

Страшное насекомое замечено в Индии (11462)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11426)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (11421)

Монстры уходят на глубину (11208)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (11171)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (11145)

Кого боятся белые акулы (11107)

Морские дьяволы (10839)

Хайгейтские вампиры (10785)

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

Яндекс.Метрика