Кошка приземляется на 4 лапы. Почему кошки приземляются на лапы? Падения с большой высоты
В Нью-Йорке в 2007 году кошка по имени Аманда упала с 29 этажа на асфальт. Она осталась не только жива, но и отделалась всего лишь ранами на груди и одним выбитым зубом. Будь на её месте голливудская актриса Аманда Сейфрид, то падение оказалось бы более болезненным. Так почему кошки падают на лапы?
У кошек чрезвычайно эффективный вестибулярный аппарат. Он позволяет животному хорошо ориентироваться в окружающей среде при падении. Изогнувшись, зверёк уже в самом начале падения оказывается лапами вниз. Удар о поверхность, в результате этого, принимают на себя все 4 лапы.
Люди, если они, конечно, не акробаты, падая, кувыркаются и приземляются, как Бог даст – могут упасть и на ноги, и на голову. Что касается детей, то те падают головой вниз, так как голова у них большая, а это способствует смещению центра тяжести. Вот поэтому травмы у упавших с высоты кошек и людей – абсолютно разные. Взрослые люди чаще всего ломают ноги или рёбра, а дети разбивают головы. Кошка же может сломать все 4 лапы.
Есть ещё один интересный нюанс. Человек, падающий с 10-го этажа, имеет меньше шансов выжить, чем когда он падает с 3-го этажа. У кошек все наоборот. По статистике Нью-Йоркской ветеринарной клиники погибает 5% кошек, упавших с 7-30-го этажа, и 10%, упавших со 2-6 этажа. Данный феномен объясняется предельной скорости падения. Когда тело падает вниз, его скорость не увеличивается все время, а фиксируется на некотором предельном значении.
Понять это несложно: вначале сопротивление воздуха увеличивается вместе со скоростью, а затем уравновешивается силой тяжести. После этого скорость тела перестает расти, если форма тела остаётся неизменной. Сопротивление воздуха больше, если больше поперечное сечение тела. А сила тяжести напрямую зависит от массы тела. Отношение поперечного сечения к массе у кошек больше, чем у людей. Отсюда предельная скорость падения кошки в 2 раза меньше, чем у любого человека, а поэтому у зверька больше шансов остаться в живых.
Следует также заметить, что форма кошки до достижения предельной скорости одна, а после ее достижения уже другая. Кошка хорошо чувствует ускорение падения, а поэтому инстинктивно выгибает спину и вытягивает лапы вниз. К тому же, кошка, падая на согнутые лапы, смягчает удар о поверхность.
Когда достигается предельная скорость, ускорение сходит на нет, и кошка инстинктивно расслабляется. В этот момент она принимает форму белки-летяги, раскидывая лапы горизонтально. Такое положение тела увеличивает поперечное сечение и уменьшает предельную скорость падения. Помимо этого, в такой позе у кошки мало шансов сломать лапы при ударе, так как его сила распределяется на всю площадь и гасится мягкими тканями.
Но вернёмся к вопросу, почему кошки падают на лапы? Если зверька взять в руки, а затем бросить на пол спиной вниз, то при падении зверёк поворачивает переднюю часть тела вниз, а в соответствии с законом сохранения момента импульса, задняя часть тела поворачивается в противоположную сторону. Далее коша прижимает передние лапы и вытягивает задние. Тем самым уменьшается момент инерции передней части тела, и увеличивается соответствующий момент задней части.
Момент импульса равен произведению момента инерции на угловую скорость. Поэтому, несмотря на то, что момент импульса передней части тела в точности равен моменту импульса задней части, у передней части угловая скорость будет больше и, следовательно, она повернется больше, чем повернется задняя часть тела в обратную сторону.
После этого кошка повторяет тот же трюк, но в обратном направлении. Только в этот раз прижимает задние лапы и вытягивает передние. Вследствие чего угол поворота задней части тела на этот раз будет больше, чем передней части. В итоге, когда оба этапа завершены, кошка восстанавливает свою форму и оказывается повернутой на нужный угол. Охарактеризовать это можно как изменение ориентации тела в пространстве с помощью изменения формы.
Кошачью акробатику можно назвать совершенной. Но в то же время зверьки получают разные повреждения, падая с большой высоты. То есть ответ на вопрос, почему кошка падает на лапы, вовсе не исключает наличие травм. Но тут есть предположение, что в процессе эволюции пушистые зверьки выработали некий способ исцеления.
Специалисты подозревают, что таким способом является мурлыкание. Оно представляет собой разночастотные вибрации. И можно допустить, что именно эти вибрации, обладающие разной частотой и интенсивностью, дают определённый терапевтический эффект.
Как известно, кошки способны при падении развернуться в воздухе таким образом, чтобы приземлиться самым безопасным образом - на лапы. Как им это удается? Это всегда интересовало не только любителей кошек, но и ученых, которые занялись исследованием кошачьего вопроса и нашли вполне научное объяснение этому феномену.
Есть такой закон - закон сохранения момента импульса, на основании которого ученые утверждают, что создать вращение из ничего не возможно. Проще говоря, за счет одних только внутренних усилий без опоры тело перевернуться в пространстве не может.
Поэтому сначала исследователи считали, что кошка способна переворачиваться, потому что она отталкивается от поверхности, с которой падает, тем самым задавая себе нужное вращение. Не может же животное нарушать законы науки! Однако эксперименты показали, что кошка приземляется на лапы, даже не имея возможности оттолкнуться. Кошачий секрет долго оставался нераскрытым, пока на помощь пришла техника.
В 1894 году французский исследователь доктор Этьен-Жюль Маре (Étienne Jules Marey) сделал серию фотографий падающей кошки, которые помогли разгадать тайну кошачьего падения . Оказывается, кошка вращает отдельными частями тела в разные стороны; она изгибается, меняет «форму» и в итоге переворачивается, сохраняя неизменным суммарный момент вращения.
Так можно описать технику разворота кошки при падении с высоты:
Согнув тело, чтобы создать разные оси вращения для передней и задней части тела, кошка выставляет задние лапы и поджимает передние. Затем она скручивает заднюю часть тела в одну сторону, а переднюю - в другую. Противоположные вращения компенсируют друг друга, и суммарный момент вращения в падении остается нулевым. При этом передняя часть поворачивается немного больше, за счет прижатых лап.
Потом кошка поджимает задние лапы и выставляет передние, выполняет небольшое скручивание в обратном направлении, но по-прежнему - задней и передней частей тела в разные стороны. На этот раз задняя часть разворачивается сильнее, благодаря втянутым лапкам.
В зависимости от начального положения тела перед падением и собственной гибкости, кошка может развернуться лапами вниз за одну серию движений, или же их нужно повторить несколько раз.
Некоторые источники утверждают, что кошка разворачивается за счет вращения хвостом. Якобы хвост вращается в одну сторону, а тело в другую (опять же сохраняя неизменным первоначальный момент вращения). Но наблюдения показали, что бесхвостые кошки тоже способны разворачиваться в воздухе, что свидетельствует в пользу вышеописанной техники, где задействованы гибкое тело и лапки, а хвост не используется.
Благополучно переживать падение с высоты кошкам помогает не только способность приземляться на лапы, но и особое строение лап. Лапы у кошек, как правило, длинные, мускулистые, пружинистые. Они способны в значительной степени смягчить удар о землю.
Наблюдение за кошками помогло ученым шире взглянуть на законы механики, а также найти полезное применение кошачьей техники для разработки приемов движения космонавтов в невесомости.
Конечно же, кошка в момент падения не выполняет никаких сложных математических расчетов. Она проделывает все эти действия интуитивно. http://www.сайт/ Этот установочный рефлекс начинает проявляться у котят в возрасте 3-4 недель, и полностью развивается к 7 неделям.
Почему же кошки могут получить травмы при падении?
Иногда кошкам не достаточно времени, чтобы перевернуться в нужном направлении. Минимальная высота, необходимая кошке для разворота - от 30 см. Если кошка не развернется, она может приземлиться на спину или на бок – совершенно не приспособленные для этого места. Таким образом, падения с небольшой высоты могут быть даже более травматичными, чем с высоты в несколько метров.
Другая причина несчастных случаев в том, что природа наградила кошку столь полезным рефлексом для жизни в естественной среде обитания, а в современном городе это спасает не всегда. Мегаполис – это слишком большое испытание для кошки! Многоквартирные дома гораздо выше деревьев, а за пластик и металл не зацепишься, как за ветку.
Кроме того, кошки, проводящие все время в квартире, обычно ведут малоподвижный образ жизни и часто даже имеют лишний вес, что резко снижает их природные способности к выживанию. При прочих равных условиях там, где дикий мускулистый подтянутый кот отделается легким испугом, «Гарфилд» рискует расшибиться в лепешку!
Поэтому давайте не будем обольщаться, что кошка приземляется на лапы ВСЕГДА, а сами подумаем о безопасности наших пушистых друзей. Если у вас живет кошка, значит, на окнах должны быть сетки, а балкон должен быть застекленным или всегда закрытым!
Фото черной кошки в полете Darren Sethe
Покадровое фото падения кошки sciencefocus.com, Oxford Univercity press
Любой человек, даже тот, в чьем доме не живет кошка, знает о том, что эти животные великолепно видят в темноте. Однако не каждому известно, что у них имеется еще одно необычное свойство. Падая с высоты, кошки способны упасть на все четыре лапы и не получить никаких повреждений. Сделать так не может ни человек, ни большинство остальных животных.
Ученые достаточно давно начали интересоваться тем, почему кошка падает на лапы . Еще в девятнадцатом веке исследователи, работавшие во французской академии и занимавшиеся изучением поведения летающих животных, проводили эксперименты и с представителями кошачьих. Изменяя высоту, с которой животное должно было спрыгивать, находясь на человеческих руках, они определили, по какой причине кошки считаются великолепными прыгунами.
Сначала экспериментаторы предположили, что основной элемент в кошачьем прыжке – хвост, так как он очень много значит для животного даже в обычной жизни.
Однако, когда они серийно сфотографировали кошачий прыжок, то смогли понять, что хвост не имеет к этому никакого отношения. Кошки, которые и вовсе не имеют хвоста, тоже способны приземляться на землю без ущерба для себя.
Внимательно рассмотрев фото и изучив позы животного, ученые нашли несколько интересных фактов. Какое бы положение ни было изначальным при падении кошки, за миллисекунды ее туловище способно развернуться в полете и приобрести ровное положение относительно поверхности падения.
Сначала она совершает поворот головы для того, чтобы видеть, куда падает. Если животное слепое или просто плохо видит, скорее всего, оно упадет неудачно. Если все нормально, в одну линию с головой она выравнивает тело. Передние конечности подтягиваются к голове, а задние растопыриваются и отодвигаются как можно дальше от туловища.
Все эти действия осуществляются очень быстро и точно. Перед приземлением важную роль играет и умение кошки выгибать спину.
Мягкие подушечки лапок и развитые мышцы конечностей становятся амортизатором, а это означает, что во время падения на землю сила удара становится намного мягче.
Позвоночник
Flying kittens Помимо мускулатуры, удачный полет зависит и от гибкости суставов позвоночника. Кошка, в отличие от человека, обладает большим количеством звеньев позвоночника (у кошки их тридцать, тогда как у человека – 24). Это делает кошачий позвоночник эластичным, и именно поэтому животное может так элегантно и изящно выгибать спину, так, как не способен сделать человек.
Замечательно развитый вестибулярный аппарат позволяет кошке, которая падает на землю, ориентироваться в окружающем пространстве, интуитивно давать оценку собственным шансам и приводить туловище в наиболее удачную для приземления позицию.
Кошка – это достаточно маленькое и легкое животное. Ее вес относительно площади туловища намного меньше, чем у человека. Это тоже способствует умению грамотно сгруппировать туловище.
Чем опасна небольшая высота
Хотя кошки и способны мгновенно развернуться в полете, на это ей все равно понадобится около восемнадцати секунд. Падая с небольшой высоты, к примеру, сантиметров двадцать, она не обладает достаточным количеством времени, поэтому последствия приземления будут грустными. Падая с внушительной высоты, например, с какого-либо этажа, животное сможет сориентироваться в воздухе и расслабить туловище, тем самым делая удар мягче.
Кошачья способность падать на все четыре конечности – это поведение, данное от рождения и сохраняющееся на инстинктивном уровне. Даже самые крошечные котята могут так делать, тогда, когда от роду им всего три недели или месяц.
Даже если у кошек есть такое необычное свойство, это вовсе не означает, что можно сделать из этого способ развлечься, специально кидая животное с большой высоты. Любой питомец, падая с высоты, испытывает при этом множество негативных эмоций – ему страшно, а если высота критично большая, такая «игра» может закончиться серьезными и даже смертельными повреждениями внутренних органов.
Случается, что приземлившись на землю, кошка получает различные травмы конечностей и переломы. Именно поэтому нужно следить за питомцем, если ему нравится проводить время на балконе, ведь он может вывалиться из открытого окна или форточки. Помните о том, что маленькая высота может обернуться для любимца и для вас большой бедой! Застеклите открытый балкон или затяните все окна на нем специальной сеткой. Если в какой-либо из комнат открыто окно, также нельзя оставлять кошку одну в помещении. Не нужно рассчитывать на то, что все будет хорошо – животное может заметить что-нибудь движущееся за окном, птицу, лист с дерева, и прыгнуть навстречу опасности!
Пусть ваш любимый питомец никогда не узнает, что такое падение с большой высоты!
Падает , ее глаза и специальные органы во внутреннем ухе передают в мозг информацию о положении головы относительно земли. При изменении этого положения или при ускорении падения в каналах внутреннего уха возникает движение кристаллов и жидкости, которое передается чувствительным волоскам. От них мозг за тысячные доли секунды получает сигнал и молниеносно посылает команду к мышцам головы, которые возвращают ее в нормальное положение. Остальные части тела как бы выравниваются по голове, и принимает позу, наиболее удобную для приземления.
Котята появляются на свет с полностью сформированным механизмом внутреннего уха, но глаза у них до поры до времени закрыты и не видят. Описанный рефлекс выпрямления у котят не работает, пока не откроются глаза, поскольку эффективное поддержание равновесия возможно только при взаимодействии сигналов, поступающих синхронно от глаз и от внутреннего уха.
Не так давно было установлено, что кошка, не обязательно травмируется тем сильнее, чем с большей высоты ей пришлось лететь. Степень травмированности животного, конечно же, возрастает по мере увеличения высоты, но лишь этажа до седьмого — дальше же она, как ни удивительно, реально уменьшается!
Это происходит потому, что, пролетев примерно пять этажей, среднего размера кошка достигает максимальной скорости (так называемая конечная скорость падающего тела), то есть скорость падения больше не изменяется и система внутреннего уха уже не получает раздражений от ускорения.
Кошка расслабляется, растопыривает лапы и, используя сопротивление воздуха, стабилизирует свое положение, подобно тому, как это делает парашютист во время свободного полета, когда купол парашюта еще не раскрыт. Расслабленное тело значительно легче переносит удар о землю, так что падение с десятого этажа иной раз может оказаться для кошки менее опасным, чем падение с третьего (только пожалуйста, и ни в коем случае не пытайтесь ставить эксперименты над своими любимцами!).
Очень часто кошка падает на все четыре лапы, но шейные мышцы у кошек сравнительно слабы, поэтому нередко животное не может удержать голову и ударяется подбородком о землю. В этом случае очень высока вероятность .
Рефлекс выпрямления
На снимках видно, как кошка готовится к приземлению при падении с небольшой высоты, ориентируется в пространстве с помощью зрения и органов внутреннего уха.
Есть такой закон — закон сохранения момента импульса, на основании которого ученые утверждают, что создать вращение из ничего не возможно. Проще говоря, за счет одних только внутренних усилий без опоры тело перевернуться в пространстве не может.
Поэтому сначала исследователи считали, что кошка способна переворачиваться, потому что она отталкивается от поверхности, с которой падает, тем самым задавая себе нужное вращение. Не может же животное нарушать законы науки! Однако эксперименты показали, что кошка приземляется на лапы, даже не имея возможности оттолкнуться. Кошачий секрет долго оставался нераскрытым, пока на помощь пришла техника.
В 1894 году французский исследователь доктор Этьен-Жюль Маре (Étienne Jules Marey) сделал серию фотографий падающей кошки, которые помогли разгадать тайну кошачьего падения . Оказывается, кошка вращает отдельными частями тела в разные стороны; она изгибается, меняет «форму» и в итоге переворачивается, сохраняя неизменным суммарный момент вращения.
Так можно описать технику разворота кошки при падении с высоты:
Согнув тело, чтобы создать разные оси вращения для передней и задней части тела, кошка выставляет задние лапы и поджимает передние. Затем она скручивает заднюю часть тела в одну сторону, а переднюю — в другую. Противоположные вращения компенсируют друг друга, и суммарный момент вращения в падении остается нулевым. При этом передняя часть поворачивается немного больше, за счет прижатых лап.
Потом кошка поджимает задние лапы и выставляет передние, выполняет небольшое скручивание в обратном направлении, но по-прежнему — задней и передней частей тела в разные стороны. На этот раз задняя часть разворачивается сильнее, благодаря втянутым лапкам.
В зависимости от начального положения тела перед падением и собственной гибкости, кошка может развернуться лапами вниз за одну серию движений, или же их нужно повторить несколько раз.
Некоторые источники утверждают, что кошка разворачивается за счет вращения хвостом. Якобы хвост вращается в одну сторону, а тело в другую (опять же сохраняя неизменным первоначальный момент вращения). Но наблюдения показали, что бесхвостые кошки тоже
способны разворачиваться в воздухе, что свидетельствует в пользу вышеописанной техники, где задействованы гибкое тело и лапки, а хвост не используется.
Благополучно переживать падение с высоты кошкам помогает не только способность приземляться на лапы, но и особое строение лап. Лапы у кошек, как правило, длинные, мускулистые, пружинистые. Они способны в значительной степени смягчить удар о землю.
Наблюдение за кошками помогло ученым шире взглянуть на законы механики, а также найти полезное применение кошачьей техники для разработки приемов движения космонавтов в невесомости.
Конечно же, кошка в момент падения не выполняет никаких сложных математических расчетов. Она проделывает все эти действия интуитивно. http://www.33cats.ru/ Этот установочный рефлекс начинает проявляться у котят в возрасте 3-4 недель, и полностью развивается к 7 неделям.
Почему же кошки могут получить травмы при падении?
Иногда кошкам не достаточно времени, чтобы перевернуться в нужном направлении. Минимальная высота, необходимая кошке для разворота — от 30 см. Если кошка не развернется, она может приземлиться на спину или на бок – совершенно не приспособленные для этого места. Таким образом, падения с небольшой высоты могут быть даже более травматичными, чем с высоты в несколько метров.
Другая причина несчастных случаев в том, что природа наградила кошку столь полезным рефлексом для жизни в естественной среде обитания, а в современном городе это спасает не всегда. Мегаполис – это слишком большое испытание для кошки! Многоквартирные дома гораздо выше деревьев, а за пластик и металл не зацепишься, как за ветку.
Кроме того, кошки, проводящие все время в квартире, обычно ведут малоподвижный образ жизни и часто даже имеют лишний вес, что резко снижает их природные способности к выживанию. При прочих равных условиях там, где дикий мускулистый подтянутый кот отделается легким испугом, «Гарфилд» рискует расшибиться в лепешку!
Поэтому давайте не будем обольщаться, что кошка приземляется на лапы ВСЕГДА, а сами подумаем о безопасности наших пушистых друзей. Если у вас живет кошка, значит, на окнах должны быть сетки, а балкон должен быть застекленным или всегда закрытым!
