Суббота, 14.03.2026, 06:47 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [793]
Снежный человек [1139]
Морские чудовища [1077]
Сухопутные твари [930]
Летающие монстры [251]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1632]
Теория [1262]
Акулы [274]
Бабочки [162]
Грибы [227]
Гусеницы [65]
Дельфины [180]
Ежи [38]
Жуки [116]
Зайцы [34]
Змеи [266]
Кальмары,осьминоги [201]
Киты [300]
Копытные [597]
Кораллы [162]
Кошачьи [831]
Крокодилы [114]
Крысы,мыши [370]
Летучие мыши [176]
Лягушки [212]
Медведи [352]
Медузы,моллюски [228]
Микроорганизмы [636]
Морские звезды [42]
Морские львы,тюлени [155]
Муравьи [267]
Мухи,комары [297]
Насекомые [418]
Обезьяны [716]
Пауки [341]
Пингвины [101]
Псовые [669]
Птицы [1193]
Пчелы [375]
Ракообразные [204]
Растения [655]
Рыбы [923]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [161]
Сурикаты,грызуны [320]
Тараканы [59]
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: 358 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Наземные растения изменили форму Земли (33)

Как королевы шмелей дышат под водой (15)

Еноты решили головоломки просто ради удовольствия (18)

Эксперимент с «поющими» собаками поможет разгадать тайны происхождения пения (11)

Описали древнего родственника крокодилов (17)

В Оклахоме семья встретила у реки снежного человека (70)

В Новой Гвинее нашли животных, считавшихся вымершими 6000 лет назад (31)

Шимпанзе проявили человеческую тягу к правильной геометрии (29)

Нашли древнейшее свидетельство поедания крупных травоядных наземными хищниками (22)

Нашли искривленные челюсти странного животного из пермского периода (25)

Вымирающих медососов из Австралии заново обучили традиционной песне (30)

Шмели предпочли цвет форме при поиске пищи (20)

Ареал древнейших родственников приматов расширили к югу (63)

Косатки ели сородичей, не подозревая об этом (32)

Муравьи научились превращать парниковый газ в «каменную броню» (33)

Почему древнейшие животные на земле не оставили окаменелостей (20)

Новый вид древних морских амфибий нашли в Австралии (27)

Спящие медведи сохранили мышечную массу после полугода без движения (28)

Собаки помогают людям спонтанно, а кошки — только ради выгоды (33)

У гусениц нашли еще один способ обманывать муравьев (29)

Тираннозавры бегали на цыпочках, подобно птицам (84)

Анализы мочи шимпанзе отчасти подтвердили гипотезу о «пьяной обезьяне» (41)

Биологи пересчитали пчел на планете и удивились количеству их видов (27)

Альваресзавриды уменьшились не из-за насекомоядной диеты (27)

Зачем некоторые косатки собираются в большие группы (25)

Зачем самкам северных оленей рога (33)

Лошадиное ржание оказалось средним между свистом и пением (28)

Новый вид древних муравьев нашли в янтаре в Доминикане (30)

Копирование мимики партнера обозначило пик сексуальной стимуляции у бонобо (28)

Энтомологи обнаружили вид муравьев без самцов и рабочих особей (27)

Нашли «криптонит» против постельных клопов (72)

Женская дружба помогла самкам оленей в выживании (42)

Пчелы запомнили ориентиры, чтобы летать за едой по точным траекториям (27)

Огромный нос трицератопса служил радиатором для охлаждения мозга (32)

Нашли динозавра, покрытого полыми шипами (31)

Таяние гренландских ледников вынудило нерп сменить тактику охоты (24)

Второй вид спинозавров отличился 40-сантиметровым гребнем на голове (32)

Архейным предкам эукариотов разрешили быть толерантными к кислороду (31)

Герпетологи уличили 207 видов змей в каннибализме (37)

Мнения криптозоологов о бигфуте (79)

В мексиканской деревне заговорили о чупакабре (38)

Вымерших гавайских ибисов назвали ночными и слабовидящими (26)

Капуцины из Эквадора зачесались вслед за сородичами (38)

Среди самцов зебровых амадин нашли нонконформистов (34)

Древние японские тигры оказались львами (49)

В «речи» диких попугаев обнаружили синтаксические правила (32)

Раскрыли секрет ловкости слоновьего хобота (80)

Жизнь в городах сделала муравьев менее разборчивыми в еде (40)

Дикие павианы испытали ревность, как и люди (42)

У рыб нашли гибридные зрительные клетки (35)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (35152)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (24240)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23647)

Русские монстры: от древности до наших дней (22075)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (18357)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (17727)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (16666)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (16531)

Морского червя приняли за инопланетянина (16297)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16275)

Откуда вынырнули русалки? (16134)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15466)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (15266)

Неведомое существо обитает в Приморье (15024)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (14950)

Логово снежного человека обнаружено в США (14606)

10 неожиданно опасных пород собак (13952)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (13360)

Чупакабра добралась до Воронежской области (13307)

Монстры океанов (13047)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12864)

Морской змей в Черном море (12233)

Кракен - чудовище из морской бездны (12222)

Распутывая ДНК бигфута (12188)

Когда просыпаются русалки (12146)

Львы дружески трутся друг о друга (12087)

Похороны настоящей… русалки (11892)

Крысы умнее, чем Google (11827)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (11731)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (11714)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (11676)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11641)

Страшное насекомое замечено в Индии (11582)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11561)

Монстры уходят на глубину (11350)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (11292)

Кого боятся белые акулы (11265)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (11250)

Морские дьяволы (10980)

Хайгейтские вампиры (10882)

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

Яндекс.Метрика