Padající kočky fascinují vědce téměř od úsvitu vědy – jak se těmto zvířatům daří udržet rovnováhu a bezpečně přistát, ať spadnou kamkoli? Profesor fyziky a milovník koček Gregory Gbur hovoří o tom, jak se vědci pokusili tuto záhadu rozluštit v knize „Záhada padající kočky“ – v ruštině dílo připravuje k vydání nakladatelství Alpina Non-Fiction. „Knife“ publikuje fragment, ze kterého se dozvíte, zda je možné proměnit kočku ve vzduchem plovoucí kouli a jaké chyby teoretiků kočičího pádu tvořily základ fundamentální fyziky.
V druhé polovině 19. stol. vysvětlení kočičí schopnosti převracet se neobjevila ve vědeckých časopisech, ale v knihách o kočkách napsaných milovníky a obdivovateli koček. V té době vyšlo mnoho podobných knih, namířených proti zavedenému tradičně negativnímu vnímání koček.
Po mnoho staletí obyvatelé západní Evropy kvůli pověrám a neznalosti kočičí psychologie neměli rádi kočky. Mnohé z těchto přesvědčení jsou dodnes živé. Kočky byly považovány (a na některých místech jsou stále považovány) za narcistické, bez emocí a lhostejné k lidem, v jejichž domech žijí.
Kočky, zvláště ty černé, jsou nedílnou součástí příběhů o čarodějnictví; Týrání koček bylo dlouho považováno za přijatelné a dokonce rozumné a lidé, kteří kočky chrání, byli často terčem posměchu. Charles Henry Ross si v předmluvě ke své Knize koček z roku 1893 posteskl:
Navzdory tomuto veřejnému opovržení Ross a mnoho dalších bránili kočky jako domácí mazlíčky, přátele a objekty neuvěřitelné přitažlivosti. Jeden z kočičích obhájců se zjevně jednoduše nestaral o to, jak by se ostatní mohli cítit o jeho spisech.
William Gordon Stables, narozený v Banffshire ve Skotsku kolem roku 1840, žil nezávislý a dobrodružný život. Jako devatenáctiletý student medicíny na Marischal College ve skotském Aberdeenu cestoval do Arktidy na grónské velrybářské lodi a tato cesta byla jen začátkem jeho putování.
Po absolvování vysoké školy jako doktor medicíny a magistr chirurgie v roce 1862 získal místo pomocného chirurga v Royal Navy a sloužil nejprve na lodi Narcissus u Mysu Dobré naděje a poté na lodi Penguin, lovil. otrokářské lodě u pobřeží Mosambiku.
Po několika letech africké služby sloužil několik dalších ve Středomoří a Velké Británii. Zdraví ho v roce 1871 donutilo opustit námořnictvo, ale jeho cestování neukončilo: další dva roky se Stables plavil na obchodní lodi kolem Jižní Ameriky do Afriky, Indie a jižních moří. V roce 1975 se konečně usadil v Twyfordu v Anglii a zahájil neuvěřitelně produktivní spisovatelskou kariéru, kdy vydal více než 130 knih.
Většinou to byly dobrodružné romány pro chlapce, pro které Stables čerpal materiál z vlastních bohatých zkušeností, ale kromě takových románů napsal mnoho knih o zvířatech a péči o ně.
Dnes je ze všech Stablesových děl možná nejlépe zapamatovatelná jeho referenční kniha Kočky: Jejich zevnějšek a charakteristika se zábavnými příběhy o kočičím životě a kapitolou o nemocech koček, poprvé vydaná kolem roku 1875.
Tato kniha je komplexní sbírkou všeho, co souvisí s kočkami, včetně vtipných a děsivých vtipů o kočkách, spekulací o původu koček domácích, průvodce kočičími nemocemi, rad, jak naučit kočky trikům, a chvály britských zákonů o krutosti vůči kočkám. ke kočkám, a co je pro nás nejzajímavější, nějaké vysvětlení schopnosti koček vždy přistát na nohou.
Představte si kočku zavěšenou za přední a zadní nohy na dvou pevných podpěrách. Vzhledově v této poloze připomíná zakřivené madlo zásuvky – možnost (a) na obrázku.
Jeho těžiště – bod, ve kterém působí gravitační síla na kočku jako celek – se nachází pod podpěrami. Když se kočka prohne hřbetem, jako u možnosti (b), její těžiště se zvedne nad podpěry. To je neudržitelná pozice.
Dokud bude kočka udržovat prohnutá záda, jakékoli drobné narušení způsobí její převrácení a těžiště bude opět pod podpěrami, jako u možnosti ©. Kočka, která měla zpočátku tlapy nahoře, se převrátila!
Stablesova úvaha je jednoduchá, přesvědčivá a fyzicky věrohodná, ale také chybná. Jsou použitelné pouze tehdy, když je kočka zavěšena na pevných podpěrách, jak je znázorněno na obrázku, což jí umožňuje posunout její těžiště tak, aby bylo buď výše nebo níže než závěsné body. Kočka ve volném pádu na ničem nevisí; změna polohy jejího těla nijak neovlivňuje její stabilitu.
Zdá se, že Stables si myslí, že jeho vysvětlení je zřejmé. Sám si ji možná vypůjčil od fyzika Jamese Clerka Maxwella.
Jiné knihy, z nichž mnohé předcházejí Maxwellovu zájmu o převracení koček, poskytují podobná vysvětlení tohoto jevu. Něco podobného je například obsaženo v knize M. Battelle „First Lessons in Natural History: Domestic Animals“, vydané v roce 1836.
Pokud ale vyrobíme kouli, což je malé olověné jádro v dřevěné skořápce, jak je znázorněno na obrázku vlevo, pak můžeme velikost jádra upravit tak, aby byl předmět jako celek ponořen do vody a „ visí“ v určité hloubce pod hladinou vody; „plave“ tam, slovy Parana.
Ale co kdyby byla koule asymetrická vložením olověného jádra od geometrického středu dřevěné koule, jak je znázorněno na obrázku vpravo? Potom nebude těžiště kombinované koule v jejím středu, ale blíže k olověnému jádru. Jaké bude chování této koule ve srovnání s chováním koule s centrálním jádrem?
Tato otázka byla zvažována již v té době: italský fyzik Giovanni Alfonso Borelli to udělal několik desetiletí před Paranem ve svém dvousvazkovém díle z roku 1685 De Motu Animalium – „Pohyb zvířat“. Borelli se zajímal o studium různých pohybů zvířat a jejich svalů pomocí matematiky a fyziky.
Díky jeho důležitému výzkumu v této oblasti a jeho silnému přesvědčení, že na zvířata lze nahlížet jako na složité automaty, je dnes Borelli často nazýván „otcem biomechaniky“.
Borelliho přiměl ke studiu problému plovoucí koule v kapalině jeho zájem o to, jak se zvířata pohybují ve vodě. S ohledem na případ nerovnoměrně husté koule Borelli tvrdil, že pokud taková koule spadne z výšky do vodního sloupce svou těžkou stranou nahoru, pak nejprve klesne na úroveň, kde se vztlakové a gravitační síly vzájemně vyrovnají a teprve potom se bude otáčet kolem vlastního středu, dokud těžiště – olověné jádro – nebude úplně dole.
Paran věřil, že pohyb v tomto případě probíhá podle složitějšího vzorce. Měl výhodu v tom, že se v průběhu let objevila pokročilejší fyzika, na níž mohl podložit své závěry.
Klíčová kniha Isaaca Newtona Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, často označovaná jednoduše jako Principia Mathematica, byla vydána v roce 1687, několik let po Borelliho práci, a poprvé představila jednotnou matematickou teorii pohybu hmotných objektů.
Pomocí některých Newtonových poznatků si Paran všiml, že síla gravitace a síla vztlaku musí působit na různé body na míči. Vztlaková síla musí táhnout nahoru a působit v geometrickém středu míče a gravitační síla musí táhnout dolů a působit v těžišti.
Vzhledem k tomu, že síly působí na různých místech, uvažoval Paran, bude se koule nevyhnutelně otáčet kolem určitého bodu mezi těmito dvěma středy a k samotné rotaci dojde, když koule klesá do rovnovážné hloubky.
Předmět rotující při pádu silně připomíná padající kočku a Paran si zřejmě myslel totéž. Poté, co uvedl své matematické argumenty, poznamenal:
V důsledku toho kočky a některá další zvířata stejného druhu, jako jsou kuny, fretky, lišky, tygři atd., když spadnou z vyvýšeného místa, obvykle padají na tlapy, ačkoli zpočátku byly jejich tlapy vyšší než jejich tělo. a zvířata by následně padla na hlavu. Rozhodně by se nemohli převrátit ve vzduchu, kde nemají žádný pevný oporný bod, kterým by se podpírali.
Ale strach, který zažívají, je způsobí, že ohýbají páteř tak, že se břicho tlačí nahoru, a zároveň natahují hlavu a nohy směrem k místu, odkud k pádu došlo, jako by se ho snažili dosáhnout, což dává těmto partiím, jako páky, zisk na síle.
Těžiště zvířete je tedy posunuto vzhledem ke středu postavy a je posunuto nahoru, z čehož podle demonstrace pana Parana vyplývá, že tato zvířata musí provést poloviční obrat ve vzduchu. , s nohama směřujícím dolů, což jim téměř vždy zachrání život. Nejlepší znalost mechaniky nebude v tomto případě užitečnější než znalost zmatené a neartikulované poezie.
Fyzikové jsou dlouho známí tím, že se pokoušeli problémy řešit jejich zjednodušováním do té míry, že se stávají absurdně k nepoznání.
Mezi studenty fyziky už dlouho koluje vtip, že fyzik začíná modelovat krávu větou: „Pro zjednodušení si představme, že kráva má ve vakuu kulovitý tvar. Paran udělal ve své práci téměř doslova podobné zjednodušení, když navrhl považovat padající kočku za plovoucí kouli.
Paranovo vysvětlení je původním zdrojem, víceméně, úvahy, kterou William Gordon Stables a další milovníci koček zopakovali o více než století a půl později: kočka se prohne hřbetem, tlačí své těžiště nad určitý bod obratu, v důsledku čehož se kýváním vrací do správné polohy.
Stáje jsou velmi nejasné ohledně toho, v jakém bodě se má kočka otočit; v původní diskusi Paran však vidíme, že se zdá, že kočka otáčí kolem bodu, který bychom mohli nazvat bodem aplikace vztlakové síly.
Tyto úvahy jsou nesprávné. Ano, skutečně, vzduch má vztlakovou sílu, díky které např. balónky naplněné heliem vyletí, pokud se vypustí. Ale pro kočky a lidi je tato síla ve srovnání se silou gravitace zanedbatelná: v běžném životě se my lidé najednou nevzneseme do vzduchu a nezačneme se v něm bezstarostně vznášet.
Kočka se ve zlomku vteřiny převrátí ve vzduchu; aby k tomu došlo v důsledku vztlakové síly, musí mít dvě protichůdné síly působící na ni přibližně stejnou velikost.
Každý ví, že kočky jsou mistry ve skoku. Navíc se věří, že kočka vždy přistane na čtyřech tlapkách. Je to pravda, nebo je schopnost chlupatých kamarádů přežít pád z velké výšky silně přeceňována? V tomto článku se podíváme na to, jak kočky zvládají bezpečné přistání při skoku a pádu. Prozradíme vám, v jakých případech a proč to funguje, zjistíme, jak předejít zranění vašeho mazlíčka a jak ho ochránit před úrazy z výšky.
Mohou kočky vždy bezpečně přežít pád z výšky?
Obecná představa, že kočky vždy úspěšně přistávají na všech čtyřech, je ve skutečnosti mylná. Překvapivě úspěšné přistání zvířete přímo závisí na délce pádu.
Čím déle kočka padá, tím více času má na přeskupení a zajištění relativně měkkého přistání.
Přitom pokud kočka spadne z malé výšky, výrazně se zvyšuje riziko zranění. Kočka, která člověku vypadne z rukou zády, má tedy větší šanci, že se zraní, než kdyby spadla ve stejné poloze z okna.
Navzdory tomu, že bylo zaznamenáno velké množství úspěšných přistání koček při pádu z oken bytu, nesmíme zapomínat, že ani jedno zvíře nemůže počítat se 100% úspěšností. Šance, že se nezraníte, je přibližně 50/50. Především je důležité si uvědomit, že pokud zvíře spadne z parapetu a spadne, je to pro něj velmi nebezpečné.
Zde je několik příkladů situací, jejichž výsledek může být pro kočku nepříznivý:
- Pád ze šikmých okenních parapetů. V tomto případě k pádu dojde „vzhůru nohama“, což ztěžuje zvířeti přeskupení a přeskupení. Poté úder dopadá na hrudník, přední nohy a hlavu, což vede ke zlomeninám a otřesům mozku.
- Věk nebo nadváha kočky může hrát roli. Pomalá reakce zvířete může vést k tomu, že nestihne změnit polohu těla a zraní se.
- Pád z malé výšky nedává kočce dostatek času na manévrování během letu, v takovém případě se také nestihne seskupit pro bezpečné přistání.
- Překážky, které mohou nastat během letu. Mohou to být větve, šňůry na prádlo, přístřešky, římsy budov, klimatizace atd.
- Přistání na tvrdém povrchu, jako je asfalt, dlaždice, kameny. Tlapky zvířete nemusí vydržet sílu úderu.
Pokud kočka přeci jen vypadne z okna, je nutné ji vzít k veterináři, i když nejsou žádná viditelná zranění. Pád může být pro domácího mazlíčka stresující situací, zvláště pokud byl způsoben nehodou. Je důležité se ujistit, že je s vaším mazlíčkem opravdu vše v pořádku.
Jak kočky zvládají při pádu dopadnout na všechny čtyři
Schopnost koček bezpečně přistát při pádu z výšky je dána speciální stavbou jejich těla a vyvinutým vestibulárním aparátem, který se nachází v uchu zvířete. Díky tomu se kočky při pádu reflexně převalují a dosedají na tlapky. K převrácení zvířete stačí výška 30 cm.
Při pádu kočky roztahují tlapky a zvětšují plochu svého těla. Získávají tak čas na manévry ve vzduchu a vytvářejí „padákový efekt“. Před přistáním se zvíře seskupí – přitáhne zadní nohy a natáhne přední nohy, přičemž je uvolní. Díky tomu v okamžiku kontaktu se zemí dochází ke znehodnocení a náraz se stává měkčím.
Dalším faktorem, který umožňuje kočkám rychle měnit polohu těla ve vzduchu, je jejich unikátní kosterní struktura. Tato zvířata mají neuvěřitelně pružnou páteř a nemají klíční kosti. To je důvod, proč se mohou pohybovat tak hladce a jsou schopni otočit své tělo o 180 stupňů podél podélné osy.
Reflex koček převrátit se při pádu zaujal vědce natolik, že se objevila speciální věda, která tento jev studuje. Říká se tomu „pazematologie“. Je těžké tomu uvěřit, ale na základě pozorování koček v okamžiku pádu se vyvíjejí techniky pro orientaci a pohyb astronautů v podmínkách beztíže.
Bohužel v reálném životě reflexy domácích zvířat ne vždy fungují kvůli šoku, který zažije zvíře, které náhle vypadne z okna. ⠀
Jak ochránit svého mazlíčka před zraněním při pádu
Co můžete udělat, abyste zabránili pádům, které mohou způsobit zranění vašeho mazlíčka? Bohužel nelze předvídat vše, nicméně existují způsoby, jak takovým nehodám předejít. Tady jsou některé z nich:
- Sítě proti kočkám do oken. Může se zdát, že stačí moskytiéra, ale není tomu tak. Nejsou dostatečně pevně uchyceny a váš malý lovec takové pletivo snadno roztrhne drápky. Na okna by měly být instalovány speciální zástěny určené pro domácnosti s domácími mazlíčky. Takové instalace mají speciální odolnou konstrukci a spolehlivé upevnění. Jedná se o vynikající alternativu k okenním lištám, které nevypadají tak esteticky a jejich montáž je náročnější.
- Omezovače a blokátory pro okna. Pokud potřebujete místnost vyvětrat, můžete nechat okno otevřené na takovou vzdálenost, aby jím kočka neprolezla. Také byste neměli nechávat nezasklený balkon otevřený, protože vnější svět může vašeho mazlíčka kdykoli zaujmout.
- Vyplatí se od oken odstěhovat skříně, ozdobné schody a další interiérové předměty, kterými lze k oknu dosáhnout. To platí i pro závěsy, protože po nich kočka snadno vyleze a získá přístup k oknu.
- Herní instalace pro chlupatého kamaráda musí být bezpečně upevněny a vyrobeny z vysoce kvalitních materiálů, aby kočka nemohla konstrukci nechtěně upustit nebo z ní spadnout.
A samozřejmě nejdůležitější roli hraje vaše péče o vašeho mazlíčka. Budete-li se řídit radami pro bezpečné domácí prostředí a nebudete nechávat otevřená okna, když nejste poblíž, nebude vašemu mazlíčkovi hrozit zranění při pádu.
