为什么猫在空中也可以自由转身?

志波一心2022-06-24  6

为什么猫在空中也可以自由转身? 01

猫在空下坠时,先将整个身体向中间弯曲,然后脊椎向不同方向弯曲。这些来自不同方向的力量汇集在一起,将猫的前半部分翻转180度。
借助前半个翻身的力量,猫的后半部分可以产生一个与这个力量的方向和大小完全相反的动量。借助这个力矩,猫的身体可以被整个身体拉来拉去,它的四只脚面向地面。

调皮的孩子捡起一只猫,捧在手里,想把它扔下去,让它掉下去 达马帕 那只猫仰着脸挣扎着,好像意识到了即将到来的危险。
没想到孩子们一松手,猫就在空里灵巧而迅速地翻了个身,四肢着地稳稳地落在地上。
猫安然无恙,悠闲地走开了,让孩子们目瞪口呆,还不明白发生了什么事。

这种有趣的场景在日常生活中很多人都见过。即使猫从很高的地方掉下来,通常也不会摔死或受伤。
这是因为它们可以在空中自主快速地转动身体,从而实现四足着地,极大地缓冲了从空下落时产生的重力。
而且,猫咪翻身后,通常会将四肢伸开,这样也能最大限度地形成空空气阻力,从而缓冲下降的力度和速度。
所以,猫即使不小心从高处摔下来,一般也不会死。
这就是为什么人们认为 猫有九条命。原因。
如果是狗或者其他动物,往往因为没有猫特有的技能而无法逃脱。

1984年,法国科学家玛丽通过专业设备首次拍摄到猫从空降落的过程。然后,他通过专业的测速设备对这个过程进行精确分析后,发现这只猫在落地过程中翻转身体的速度非常快,只用了1/8秒就完成了。

猫是怎么在空这么短的时间内自由转身的?一般来说,当我们受到某种外力或外部物体的支撑时,很容易自由地转身。
然而,当猫在空中自由降落时,它无法依靠任何外力。从物理上来说,此时的猫的运动没有任何外在的力矩。如果猫想产生一个力来转身,那只能是相反的力。
也就是说,如果猫的前半部分想顺时针转动,那么后半部分就必须产生一个逆时针转动的力。
这样,理论上猫咪可以自由转身。
但理论归理论。事实上,猫从来不会把自己扭成一团。
也就是说,上述假设不能成立。

20世纪60年代,一种新的假设开始出现。
当时(前)苏联力学专家洛强斯基提出 转尾巴 假设。
他认为猫不是利用身体的扭动来形成力矩,而是尾巴产生的反作用力。当它们的尾巴在空中快速旋转时,会产生一种空空气阻力。
这个空空气阻力帮助猫的身体反方向翻身。
这样,猫就可以在空里自由的转身了。

这个理论似乎有道理。
因为飞机是借助螺旋桨的高速旋转向前飞的,而在现实生活中,猫的尾巴确实很长很灵活,可以起到一定的作用。

但是很快,这个假设也被推翻了。
英国生理学家Mike Jian,找了几只天生没有尾巴的猫,做了一组实验,发现这些猫即使没有尾巴,在空里依然可以自由的转身。
;转尾巴 假设将被摧毁。

还有一种 转尾巴 假设类似的解释是 弯曲脊柱 理论。
这个理论认为,当猫掉进空时,它们会先将整个身体向中间弯曲,然后它们的脊椎会开始向各个不同的方向弯曲。这些不同方向的力汇聚起来,最后猫的前半部分可以翻转180 deg。
此时,借助前半个翻身的力量,猫的后半部分自然能产生一个与这个力量的方向和大小完全相反的动量。借助这一瞬间,猫的身体可以被整个身体拉来拉去,四只脚全部面向地面。

要验证这一点 弯曲脊柱 假设是否合理,1969年,美国力学教授凯恩做了一个特殊的实验。
他找到一只死猫,把它的身体分成14块,测量每块的质量,把这些数据全部输入电脑。
之后他用 。弯曲脊柱 理论数学模型用计算机程序计算,运行结果用计算机仿真技术模拟。
最终的输出图显示,当猫的前半身翻转一次后,它的整个身体可以借助这次翻转产生的力量向相反的方向翻转,最后可以转180 deg。
这个操作的结果和马磊通过猫在下落过程中实际转身的高速摄像头拍下的画面完全一致。
正因为如此, 弯曲脊柱 成为了唯一公认的可以合理解释猫为什么能拧进去空的理论。

当然,除了它可以 弯曲脊柱 除此之外,猫之所以能在空中自由转弯,也是因为它们的体型小,重力轻。
此外,猫在摔倒过程中四肢可以充分伸展,因此表面积大,可以产生更大的阻力。
人从空上掉下来的最大速度是每小时210公里,而猫只有100公里。从这个角度来说,即使一个人学会了像猫 弯曲脊柱 四肢充分伸展,不保证不被打死不被打伤。

猫的这一独特技能被现代运动技术充分借鉴和运用。
在很多运动项目中,有些高难度动作需要在空中实现,比如花样滑冰、蹦床、跳高、跳水等。
在花样滑冰中,运动员跳起后空高速转身的技巧,指的是猫的特殊技巧。

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