Вторник, 28.01.2025, 08:02 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [787]
Снежный человек [1107]
Морские чудовища [1025]
Сухопутные твари [905]
Летающие монстры [246]
Подземные твари [60]
Динозавры,мегафауна [1547]
Теория [1231]
Акулы [267]
Бабочки [158]
Грибы [215]
Гусеницы [61]
Дельфины [175]
Ежи [37]
Жуки [115]
Зайцы [33]
Змеи [258]
Кальмары,осьминоги [193]
Киты [288]
Копытные [581]
Кораллы [157]
Кошачьи [811]
Крокодилы [113]
Крысы,мыши [356]
Летучие мыши [168]
Лягушки [204]
Медведи [344]
Медузы,моллюски [222]
Микроорганизмы [624]
Морские звезды [40]
Морские львы,тюлени [150]
Муравьи [252]
Мухи,комары [285]
Насекомые [395]
Обезьяны [662]
Пауки [323]
Пингвины [95]
Псовые [655]
Птицы [1143]
Пчелы [356]
Ракообразные [200]
Растения [628]
Рыбы [896]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [153]
Сурикаты,грызуны [312]
Тараканы [57]
Улитки [77]
Хамелеоны [18]
Черви [213]
Черепахи [131]
Ящерицы [190]

Интересное
Аномальные новости

Хроники природных катастроф

Календарь
«  Ноябрь 2022  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 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: 304 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Гигантский заяц - самый правдоподобный криптид Великобритании (58)

Почему у бычерыла такой длинный хвост (20)

Гигантские животные жили бок о бок с людьми гораздо дольше (21)

Редкого кролика из Мексики переоткрыли 120 лет спустя (22)

Каждое четвертое пресноводное животное в мире может вымереть (21)

Загадочные монстры Амазонки (60)

Военные столкновения с захватчиками из других миров (40)

Невероятные встречи с диковинными существами (40)

Тайна Лох-Несского чудовища наконец-то раскрыта (39)

Склизкое серое чудовище, пугавшее городок Энфилд (35)

В Южной Америке впервые нашли стреляющих ядом скорпионов (145)

В Чили и Аргентине обнаружено растение, способное "видеть" (21)

Павианы провалили зеркальный тест на самосознание (19)

Дикие шимпанзе показали способность изобретать уникальные жесты (148)

Пятнистую гиену впервые за 5000 лет обнаружили в Египте (26)

Раскрыли тайну огромных клыков саблезубых хищников (52)

Шимпанзе из зоопарка оказались активнее диких сородичей по утрам (25)

В Калифорнии впервые сняли редкую землеройку горы Лайелл (33)

Биологи рассказали о последствиях «разводов» у малых пингвинов (29)

Описали у шимпанзе эффект «заразительного мочеиспускания» (34)

Анализ генома подтвердил родство сумчатых кротов с бандикутами (28)

Зачем морские пауки зарываются в дно ногами наружу (43)

Палеонтологи описали скелет самого крупного рамфоринха (39)

Cледы колонизации Земли найдены на юго-западе Китая (36)

Эра млекопитающих. Из тени динозавров к мировому господству (34)

В ушах и носу млекопитающих нашли новую скелетную ткань - липохрящ (31)

Бонобо пощекотали друг друга, как люди (45)

Короткие перерывы в тренировках помогли макакам запомнить последовательности действий (28)

Новый вид гигантских глубоководных изопод назвали в честь Дарта Вейдера (33)

ИИ помог разработать противоядия от смертельных ядов змей (28)

Мужчина из Мэнсфилда сообщил о наблюдении бигфута (67)

Кошки копируют мимику друг друга как приматы (29)

Странную рыбу с огромными губами поймали у берегов Таиланда (41)

Наличие сверхспособностей у чернобыльских собак опровергли (29)

Макаки порисовали мелом по камням и камнями по земле (29)

Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских (29)

Гремучие змеи попили воды с тел сородичей (27)

Надежды на Лох-Несское чудовище возросли (75)

Муравьи запомнили запах своих врагов (42)

Едва не вымершие розовые слизни начали восстанавливать численность (40)

Почему гепарды иногда едят падаль (52)

Древние бесчелюстные активно изнашивали свой ротовой аппарат (42)

Криптозоологи погибли на охоте (73)

Летучие мыши преодолевают гигантские расстояния, катаясь на бурях (31)

Лягушки-кузнечики способны ходить по воде (32)

Новое для науки существо без ног найдено в пещере (32)

Найден самый крупный из известных мезозавров (30)

Истощение спермы не остановило спаривание медак (29)

Силурийские ископаемые указали на утраченное разнообразие моллюсков (28)

Продырявленные створки раннекембрийских томмотиид (27)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (34770)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (23317)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23229)

Русские монстры: от древности до наших дней (21342)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (17135)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (16721)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (15903)

Морского червя приняли за инопланетянина (15881)

Откуда вынырнули русалки? (15536)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (15478)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15143)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (14968)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (14644)

Неведомое существо обитает в Приморье (14590)

Логово снежного человека обнаружено в США (13948)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (13610)

Чупакабра добралась до Воронежской области (12408)

10 неожиданно опасных пород собак (12347)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (12342)

Монстры океанов (12291)

Кракен - чудовище из морской бездны (11826)

Морской змей в Черном море (11801)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (11648)

Похороны настоящей… русалки (11572)

Распутывая ДНК бигфута (11432)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (11319)

Страшное насекомое замечено в Индии (11202)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (11137)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11134)

Крысы умнее, чем Google (11105)

Когда просыпаются русалки (11101)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11073)

Львы дружески трутся друг о друга (11030)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (10937)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (10816)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (10800)

Кого боятся белые акулы (10739)

Монстры уходят на глубину (10716)

Хайгейтские вампиры (10431)

Морские дьяволы (10356)

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

Яндекс.Метрика