Почему кошки падают на лапы? Проект "Почему кошки всегда приземляются на четыре лапы" Почему коты приземляются на лапы.

Кошки обладают удивительной способностью правильно группировать тело при падении с высоты. Существует научное обоснование того, почему кошки приземляются на 4 лапы.

Научное объяснение

Из какого бы положения кошка ни падала, она всегда успевает за считаные секунды выровнять своё тело и достичь поверхности в правильной позе. Умение удачно приземляться на 4 лапы является природным инстинктом, который проявляется у котят с первых недель жизни.

В начале падения животное разворачивает голову так, чтобы видеть траекторию своего движения. Затем туловище выравнивается в одну линию с головой. Передние лапы перемещаются ближе к голове, а задние широко растопыриваются. Перед самым касанием поверхности спина выгибается. Сила удара на момент столкновения смягчается за счёт амортизации, которую обеспечивают мягкие подушечки и развитые мышцы лап.

Молниеносно принять правильное положение и приземлиться на 4 лапы кошка может по следующим причинам:

• эластичность позвоночника, в котором больше звеньев, чем в человеческом;
• хорошо развитый вестибулярный аппарат;
• небольшая масса тела.

Другие удивительные способности

Кроме умения правильно падать, представители семейства кошачьих демонстрируют и другие удивительные способности.

Умение помещаться в любой ёмкости

Кошка легко размещает своё тело в маленьких коробках, вазах, блюдах и других неприспособленных для подобного использования ёмкостях. Причём неестественное положение тела не причиняет животному никакого дискомфорта.

Лечение хозяев

Кошки являются настоящими природными лекарями. Они всегда тонко чувствуют состояние своих владельцев и стараются лечь на то место, которое болит. Их положительное влияние на психологическое состояние людей не оставляет сомнений.

Предчувствие неприятностей

Многочисленные случаи подтверждают тот факт, что кошки способны предчувствовать стихийные бедствия, катастрофы, грозящие человеку несчастья. Предвидение объясняется тонкой интуицией, присущей эти животным, и прекрасно развитым слухом. Так, во время Второй мировой войны находящиеся под обстрелом люди нередко ориентировались на поведение своих домашних любимцев.

О приближающихся бомбардировщиках свидетельствовало изменение поведения котов: они начинали беспокоиться, искать укрытие. Кроме того, между кошкой и хозяином нередко устанавливается сильная энергетическая связь, в результате которой животное ощущает болезнь и приближающуюся смерть человека.

Ориентация на местности

Существует немало случаев, когда животные находили свой дом, несмотря на огромные расстояния. Потерянные или намеренно брошенные коты могут вернуться к месту своего обитания, даже находясь за тысячи километров от него. Многочисленные исследования подтверждают подобные способности животных, но логического обоснования данного феномена до сих пор нет.

Кошки являются удивительными созданиями, которых природа наградила разными способностями. Некоторым талантам животных учёные до сих пор не нашли научного объяснения.

Есть такое поверье, что намазанный маслом бутерброд всегда приземляется вниз маслом, а упавшие кошки – только на все четыре лапы. Однако те люди, которые достаточно часто роняли на пол бутерброды с маслом, и были при этом достаточно внимательны, могли заметить, что это далеко не всегда так. В жизни вообще все зачастую случается не так, как описывают различные поверья. И это, кроме всего прочего, касается самого популярного домашнего любимца – кошки.

В целом, кошки не зря славятся своей ловкостью и пластичностью. Они могут безо всяких усилий прыгнуть с высоты, которая во много раз превышает их рост, могут перепрыгнуть с одной ветки на другую, а уж пройтись по узкому забору для них так же естественно, как для нас пройтись по тротуару.

Такая ловкость делает из кошки великолепного охотника. Говоря об охотничьих способностях кошки и их ловкости было бы полезно провести небольшое сравнение между кошками, которые ведут одиночный образ жизни, и другим супер популярным и могучим хищником – волком. В отличие от кошек, хищник обладает целым рядом качеств, которые приспособлены для более совершенного ведения охоты и наиболее важным среди них является возможность вести организованную, стайную охоту. К тому же, волк отличается необычайной выносливостью, чего не скажешь о семействе кошачьих.

Казалось бы, какие могут быть у кошки, обитающей в одной местности с волками, шансы на выживание?

Однако как показывают исследования палеонтологов, в тех местах, где некогда обитали волки и сопоставимые с ними по размеру кошки, волки постепенно исчезали, не выдержав конкуренции с этими ловкими хищниками-одиночками. И не последнюю роль в таком успехе сыграла кошачья ловкость, на фоне которой волк выглядит просто настоящим бревном.

Что же все-таки является причиной того, что кошка обладает такой ловкостью и способностью к таким невероятным трюкам?

Секрет этого скрыт в устройстве кошачьего мозга. Внутренне ухо кошки содержит один важный орган, который, который работает наподобие гироскопа. Углубляться в его, надо сказать непростое, строение мы не станем, ограничившись тем, что этот орган тщательнейшим образом отслеживает малейшие изменения в положении тела кошки в пространстве, посылая сигналы в те отделы головного мозга, которые отвечают за координацию движений.

И все тот же внутренний гироскоп позволяет падающей кошке мгновенно определить, где именно находится земля и развернуться к ней лапами. Эта способность развивается на уровне рефлекса уже у маленьких котят, начиная примерно с возраста в три-четыре недели.

Надо сказать, что есть даже такая наука, которая изучает природу этого рефлекса и его ценности для этого конкретного биологического вида. Называется наука о кошачьих падениях пазематологией, и ее представителями уже было открыто достаточно много такого, что расширило наши представления о способностях кошек. В частности исследователями была детально изучена техника кошачьих падений. Было обнаружено, что, когда животное, упавшее со значительной высоты, приземляется строго на четыре лапы, что значительно повышает его шансы на выживание. И для этого есть две основные причины.

В первую очередь стоит отметить, что когда кошка разворачивает лапы к земле, она разводит свои конечности немножко в стороны. Таким образом, площадь тела увеличивается и, соответственно, возрастает сопротивление воздуха. В результате, падение несколько замедляется, как это происходит у парашютиста при раскрытии парашюта.

Кроме того ученые доказали, что при падении кошки и человека с одинаковой высоты, скорость падения у кошки будет в два раза меньше. И не последнюю роль в таком замедленном падении играет то, что кошка использует свой «парашютный инстинкт».

Второе состоит в том, что, когда кошка приземляется на расслабленные и выставленные вперед лапы, это значительно гасит силу удара. Ввиду этого становится ясно, каким образом один знаменитый котенок, выпавший на бетонный тротуар с балкона тринадцатого этажа, сумел отделаться незначительными травмами.

Этот котенок просто превратился в некое подобие маленького парашютика. Правда, не всем упавшим с высоты кошкам так везет, однако факт остается фактом.

Однако в тех случаях, когда кошке приходится падать с небольшой высоты, все обстоит не так хорошо как в описанных выше случаях и кошке не всегда удается приземлиться так как от нее ожидают – на все четыре лапы. Как правило, осечка случается когда время падения слишком короткое, чтобы кошка могла выполнить этот маневр. Такое может случиться,например, тогда, когда человек выпускает кошку из своих рук, если перед этим он держал ее спиной к полу и лапами вверх. Потому в таких ситуациях людям следует быть аккуратными, зная, что питомец может получить травму ничуть не менее серьезную, чем при падении с высоты нескольких метров.

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.

Любому человеку известно, что кошки отлично видят в темноте. Но не каждый знает, что эти домашние животные обладают еще одним удивительным свойством. Падая с какой-либо высоты, кошки умеют приземлиться на все 4 лапы и не разбиться насмерть. Похвастаться этим не могут ни человек, ни большинство других животных.

Что же помогает им это сделать?

Этот вопрос давно уже начал интересовать ученых. Еще в XIX веке в одной из французских академий исследователи поведения летающих животных провели эксперименты и с кошками. Меняя высоту, с которой кошка прыгала с рук экспериментатора, им удалось установить, благодаря чему кошек можно назвать отличными прыгунами.

Сначала ученые предположили, что главную роль в полете для кошки играет хвост. Ведь в обычной жизни он имеет для нее большое значение.

Но когда они сделали серии фотографий падающей кошки, то увидели, что хвост тут вообще не причем. И кошки, у которых хвоста нет совсем, так же удачно умеют приземляться.

При внимательном рассмотрении поз кошки на фото были обнаружены интересные факты. Из какого бы положения она не начала падать, за доли секунды ее тело успевает в воздухе развернуться и выровняться по отношению к земле.

Сначала она поворачивает голову, чтобы ей было видно, куда падать. Если кошка слепая или у нее плохое зрение, обычно ее падение бывает неудачным. Затем в одну линию с головой она выравнивает и туловище. Передние лапы она подтягивает ближе к голове, а задние широко растопыривает как можно подальше от тела.

Все это она делает моментально и точно. Перед самым приземлением ей еще помогает умение хорошо прогибать спину.

Мягкие подушечки и сильные, развитые мышцы лап выполняют роль амортизатора, то есть во момент приземления сила удара значительно смягчается.

Гибкость кошки начинается с позвоночника!

Кроме мышц, для удачного полета большую роль играют и гибкие суставы позвоночника. У кошки, в отличие от человека, в нем больше звеньев (у кошки их 30, у человека – 24). Это придает позвоночнику эластичность и то самое умение грациозно изгибать спинку, которому человек тоже пытается научиться.

Отлично развитый вестибулярный аппарат дает возможность животному во время падения ориентироваться в пространстве, инстинктивно оценить все шансы и придать телу правильное для приземления положение тела.

Кошки – животные небольшие и легкие. Ее масса по отношению к площади тела гораздо меньше, чем у человека. Это тоже помогает ей сгруппировать правильно свое тело.

Опасность для кошки представляет маленькая высота!

Но как бы быстро кошка ни умела развернуться в воздухе, ей все равно для этого нужно около 18 секунд. При падении с маленькой высоты, например, 20 см, у нее этого времени нет, и приземление будет с печальными последствиями. Падая с высоты нескольких этажей, кошка успевает сориентироваться в полете и расслабить тело, что смягчает удар.

Умение кошек приземляться на все 4 лапы – поведение врожденное и заложено на уровне инстинктов. Даже маленькие котята могут это сделать, когда им от роду всего 3 или 4 недели.

Если кошки обладают таким удивительным свойством, это не значит, что можно развлекаться, специально бросая их с высоты. Любая кошка испытывает в это время массу отрицательных эмоций – ей страшно, при очень большой высоте могут в воздухе внутренних органов.

Бывает, что во время приземления они получают различные травмы и переломы. Поэтому необходимо следить, чтобы кошка, которая любит гулять на балконе, не выпала из открытого окна. И обязательно помните, что небольшая высота еще более опасна для животного.

› Убедиться, что кошки действительно всегда приземляются на лапы и узнать какие физические законы этому способствуют.

• Задачи:

› Обнаружить известные физические явления, объекты и закономерности кошки при падении.

› Обратиться к внешним источникам, изучить мнения многих ученых.

› Изучить физические законы, помогающие кошке при падении.

• Гипотеза:

› Кошки удачно приземляются на лапы из-за строения скелета.

• Этапы исследования:

1) Обратиться к внешним источникам и понять почему кошка всегда приземляется на лапы с точки зрения физики.

2) Посмотреть эксперименты, проведенные людьми.

3) Обобщить информацию и сделать вывод.

Почему так происходит?

Для поступательного движения неоспоримо доказано: какие бы процессы ни происходили внутри летящего кирпича, центр тяжести его продолжает двигаться вперед с той же скоростью и в том же направлении, как если бы внутри ядра ничего не происходило. Взрыв снаряда не изменяет пути и скорости центра тяжести: снаряд разрывается на миллионы осколков, но при этом центр тяжести всех обломков следует по прежнему пути, пока ни один осколок не упал на землю.

Долгое время считалось, что и по отношению к вращению тела вокруг оси справедливо то же правило. Считалось, что одними внутренними усилиями ни на что не опирающееся тело не может повернуться в пространстве. Между тем, кошка, несомненно, во время падения каким-то образом успевает развернуться так, чтобы упасть на четыре лапы. Как же это ей удается?

Предлагалась, например, такая версия: якобы кошка еще до начала прыжка успевает оттолкнуться от опоры. Гимнаст, спрыгивая с трапеции, отталкивается от неё так, чтобы тело его получило вращательное движение; затем, уже в воздухе, он ускоряет это вращательное движение тем, что свертывается в комочек, прижимая руки и ноги к телу: это и дает ему возможность перевернуться в воздухе.

Предполагали, что так же поступает и кошка.

Однако, живодерский эксперимет (кошку четырьмя шнурками за лапы подвешивали к потолку, и затем быстро разрезали шнурки) показал, что кошка так не поступает. Кошка успевала все же упасть на ноги…

Итак, загадка «кошачьего падения» долгое время оставалась нерешенной. Механизм поворота кошки разъяснился совсем недавно. У кошки есть два средства повернуть свое тело при падении.

Во-первых, перемещение хвоста: когда кошка, держа хвост под углом к своему телу, производит им вращательное движение, то все тело розворачивается в противоположном направлении. Мускулы, вращающие хвост в одну сторону, в то же время отталкиваются от тела и тем заставляют его поворачиваться в обратном направлении — выполняется закон равенства действия. Рядом последовательных оборотов хвоста кошка может повернуть свое тело на желаемый угол; в этом нет никакого нарушения законов механики.

Во-вторых, есть еще один кошачий прием. Когда падающая кошка поворачивает переднюю половину своего тела, то задняя половина на тот же угол поворачивается в обратную сторону; если затем кошка повернет в том же направлении заднюю половину, то передняя вернется назад и тело кошки опять займет прежнее положение. Никакой поворот при таких условиях не возможен. Но дело будет обстоять иначе, если кошка при повороте будет соответст вующим образом вытягивать и укорачивать передние и задние лапы. Согласно закону площадей, часть тела с вытянутыми лапами должна, при равных прочих условиях, повернуться на меньший угол, нежели часть тела с прижатыми лапами. Чередуя вытягивание и прижатие лап, кошка может рядом телодвижений достичь нужного поворота в желаемом направлении.

Поясним это упрощенным примером, расчленив каждый поворот на два отдельных приема.

Кошачья техника заставила ученых пересмотреть ряд аксиом механики.

Наверняка, Вы слышали о парадоксе – чем меньше высота падения кошки, тем больше травм и смертельных исходов. И обратное, чем выше падает кошка, тем больше у нее шансов остаться в живых. Правда ли это?

Утверждают, что это так.

Кошки виртуозно переворачиваются при падении, но при падении с маленькой высоты 3-5 этажей, кошка часто просто не успевает совершить все эти маневры. Соответственно, падает «неподготовленной» и не использует все свои возможности. А сила удара делает свое дело, ломаются конечности, травмируются внутренние органы…

Ветеринары даже дали название – синдром падения с высоты.

Исследовав падения кошки, пришли к выводу, что большинство кошек падают с высоты ночью, а самые сильные травмы получают кошки, упавшие с 3-5 этажа. При падении с более высоких этажей встречаются положительные исходы. Многое зависит от воздушных потоков, от поверхности приземления и от стартовой позы кошки. С высоты 9-10 этажей у кошек шансы на благополучный исход снижаются.

Существует даже парадокс кошки с маслом :

Всем известно, что при падении кошка всегда приземляется на лапы. Почему так происходит? Экспериментаторы Александр Пушной и Алексей Иванченко объяснили этот феномен :

Результаты: В результате исследования мы узнали, что кошке помогают приземлиться на лапы ее мускулы,вращающие хвост в одну сторону,а тело в другую. С точки зрения физики: кошке помогает приземлиться на лапы — закон равенства действия.

Вывод: После проделанного мною наблюдения,я убедилась,что кошки всегда приземляются на лапы, но благополучный исход зависит от высоты, с которой падает кошка.

Источники: