猫咪为什么缓冲慢?

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人从高处掉到地面,要不着陆在水里要不找些软物垫地,而猫就不需要这些,即使从高处掉落也不会摔伤(前提是没有砸到钉板这些会“要命”的物),甚至从高层建筑上掉下来落地后,还能继续奔跑玩耍,就像是没受什么伤害一样。

这是因为猫有着“高空杂技演员”之称的同时,还拥有者与众不同的“超能力”——落地时无论姿势多么不正确,都能在空中调整身体使四脚朝下。就算是在空中倒立着,也能在落地之前转过来,总之一句话“猫总能猫脚着地”。这一“超能力”被称为“猫的翻转”。我们可以通过一个GIF图来感受一下。

事实上,科学家研究猫的这一“超能力”已近一百年了,人们发现要拥有这一“超能力”,猫必须违反一个基本的物理定律——角动量守恒定律。猫要掉头,必须围绕一个轴旋转身体,身体旋转要遵循角动量守恒定律。

美国布朗大学的一位物理教授对于“猫的翻转”这个问题进行了研究,他研究猫在空中翻转的奥秘与人类航天事业有关。因为在太空中,人和其他地球生物一样,受到与地球表面上一样的物理定律的控制。

为了更详细的了解猫在空中如何实现优雅的“掉头”,教授请来拍摄猫跳水的慢动作视频,从视频中我们就可以发现猫的翻转过程:

为了打破对角动量守恒定律的认知,教授通过建立数学模型的方式研究猫的翻转。后来研究发现:猫在空中掉头的过程,确实符合角动量定律。“猫的翻转”秘密在猫的身体结构上,猫的脊柱非常柔软,可以进行较大程度的弯曲。猫在扭头的过程中,把身体分成了两部分。身体的两部分分别围绕两个轴扭转,在扭转的过程中,上身的转动产生角动量和下身的转动产生的角动量互相抵消,使得整个身体的角动量仍然为零,符合角动量守恒定律。

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