Кошачьи «полеты» с научной точки зрения

0
67

В одной из наших статей мы обсудили различные нюансы высотного синдрома у кошек, и привели различные статистические данные касающиеся проблем медицинского характера, связанных с падениями.

Однако, чтобы понять всю загадочность того, что кошки, упавшие с большой высоты, демонстрируют чрезвычайную живучесть, желательно провести более-менее серьезный физический анализ. Законы физики утверждают, что итог падения зависит от площади соударения, мягкости поверхности, скорости столкновения, а также пяти свойств самого падающего биологического объекта (в данном случае, кошки): его веса, мягкости, площади, свойств костей и поглощаемости удара мышцами и костями.

Полеты кошек.
Полеты кошек.

Касаемо скорости соударения, то она при падении возрастает на 9,8 м/сек. за каждую секунду. Если бы тело падало в вакууме, то его скорость возрастала бы по закону квадратного корня из пройденного расстояния. После того как тело пролетело бы тридцать два этажа, оно набрало бы скорость пули (около двухсот километров в час), а после двух этажей скорость его полета составляла бы около пятидесяти километров в час. Именно этим законом и объясняется интуитивная уверенность каждого человека в том, что, свалившись с верхушки Останкинской башни, он образовал бы на тротуаре несколько большее пятно, чем при падении со стула.

В чем опасность падения кошки с высоты.
В чем опасность падения кошки с высоты.

Однако пройденное телом рассеяние – это еще не все. На силу удара очень сильно влияет и мягкость (податливости) поверхности, ибо именно от этого зависит «тормозной путь» упавшего тела, или, если хотите, глубина на которую тело проникает в поверхность до того момента, прежде чем оно полностью затормозится. И чем боле значительным является это расстояние, тем меньшей будет сила соударения. Именно по этой причине прыгуны в высоту подкладывают в зону падения толстые мягкие маты, а не железобетон.

Кто-то мог бы вполне здраво возразить, что у более крупных существ и кости более прочные, нежели у мелких и что это дает им возможность выдерживать более сильные удары. Однако разница в прочности костей не настолько велика, чтобы как-то повлиять на ситуацию. Например, опасность сломать конечность при даже небольшом падении у слона значительно выше, чем у человека. У взрослого человека она выше, чем у ребенка, который, в свою очередь, рискует значительно больше, чем кошка. То, что у кошек отношение массы к площади меньше, приводит к тому, что предельная скорость падения для них составляет около ста километров в час, которую они успевают набрать, упав с пятого этажа. Для сравнения у человека эта скорость вдвое выше.

Боятся ли кошки высоты?
Боятся ли кошки высоты?

И даже если кошки были просто уменьшенными копиями людей, это могло бы значительно снизить их травматизм. Однако, кроме этого у них имеются и другие уникальные преимущества. Одним из них является потрясающий внутренний «гироскоп», который расположен во внутреннем ухе. И если кошка упадет спиной вниз, она, мгновенно сориентировавшись в пространстве, изгибается и пролетев менее чем полтора метра поворачивается лапами вниз. В итоге удар приходится не на спину и даже не на две лапы, а на все четыре.

Другим преимуществом кошки является то, что она обладает способностью сгибать свои конечности таким образом, чтобы сила удара равномерно распределялась по мышцам и суставам. И человек может сделать из этого определенный вывод, стараясь при падении сгибать ноги в коленях, тем самым обеспечивая себе при падении большую безопасность.

Кошка обладает способностью сгибать свои конечности таким образом, чтобы сила удара равномерно распределялась по мышцам и суставам.
Кошка обладает способностью сгибать свои конечности таким образом, чтобы сила удара равномерно распределялась по мышцам и суставам.

Однако даже этими кошачьими преимуществами нельзя объяснить наиболее удивительный факт – почему шансы кошки на выживание при падении с высоты большей седьмого этажа не только не уменьшаются, но даже возрастают. Для этого стоит напомнить, что тела, которые падают в земной атмосфере, ускоряются только до определенной скорости, которая будет зависеть от веса и пропорционального площади тела сопротивления воздуха. После этого скорость падения уже не меняется, во всяком случае до тех пор, пока площадь и вес объекта не изменятся.

Разумеется, вес кошки в полете измениться не может, а вот подставляемая потоку воздуха площадь – даже очень.

Например, парашютисты уменьшают площадь в свободном падении принимая вытянутую позу и тем самым увеличивают скорость падения. И наоборот – раскинув руки и ноги в стороны, они увеличивают площадь тела, подставляемую воздуху, и тем самым снижают скорость падения.

И вполне вероятно, что кошки обладают способностью проделывать те же самые манипуляции со своим телом, что и парашютисты. Еще до того, как они достигнут максимальной скорости, они вытягивают конечности, которые, следовательно, при ударе могут сломаться. Когда максимальная скорость падения достигнута, кошка начинает ощущать ускоряющуюся силу гравитации и расслабляется, раскинув свои лапы в стороны наподобие того как это делает белка-летяга. Естественно, что при этом сопротивление воздуха увеличивается, скорость падения уменьшается, что автоматически уменьшает и скорость соударения, которая кроме всего прочего распределяется на площадь всего кошачьего тела, а не только на ее четыре лапы.

Какие травмы может получить кошка при падении с высоты.
Какие травмы может получить кошка при падении с высоты.

Таким образом мы рассмотрели кошачьи падения, используя психологию, астрономию и физику. Теперь остается только привлечь к этому вопросу эволюционную биологию. Скорее всего, эта уникальная кошачья способность развилась в ходе естественного отбора. Большая часть представителей семейства кошачьих, особенно те из них, кто не отличается особо крупными размерами лазает по деревьям. Для сравнения, у собак к этому занятию способности имеются только у немногих видов. Миллионы лет кошки прыгали с высоты на добычу с различных возвышений и просто падали оттуда. И те кошки, чей «гироскоп» был недостаточно хорош, у кого были жесткие конечности, и которые не научились имитировать белку-летягу, довольно быстро ломали себе конечности и оказывались на свалке эволюции. Выжить смогли только самые лучшие «парашютисты» Так что за свои девять жизней, кошки должны благодарить именно свою эволюционную историю.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here