Дослідження падіння котів: Як вони завжди приземляються на лапи
Протягом більше ста років вчені намагаються зрозуміти, як падаючі коти приземляються на лапи з вражаючою регулярністю. Відоме наукове дослідження цієї теми було опубліковане в 1894 році. Зараз 2026 рік, і нова стаття свідчить про те, що дослідження ще далеко не завершене.
Дослідження гнучкості котячих хребтів
Згідно з командою, очолюваною ветеринарним фізіологом Ясуо Хігураші з Університету Ямагучі в Японії, надзвичайна здатність котів приземлятися на лапи пов’язана з різницею в гнучкості їхніх спин. Вони виміряли крутний момент, кут обертання, жорсткість і нейтральну зону кожної секції хребта – діапазон руху, при якому для пересування потрібна мінімальна сила.
Різниця між грудним та поперековим відділами
| Параметр | Грудний відділ | Поперековий відділ |
|---|---|---|
| Діапазон руху | Приблизно в три рази більший | Менший |
| Жорсткість | На третину нижча | Вища |
| Нейтральна зона | Приблизно 47 градусів | Відсутня |
Дослідники встановили, що “обертання тулуба під час правлення в повітрі у котів відбувається послідовно: спочатку обертається передня частина тулуба, а потім задня частина”.
Феномен падіння котів в фізиці
Загадка падіння котів стала широко відомою, коли французький фізіолог Етьєн-Жюль Маре використовував ранню швидкісну фотографію, щоб зафіксувати, як кіт обертається в повітрі. Його зображення з’явилися в Nature в 1894 році, показуючи кота, який починає падіння без обертання, але якось перевертається перед приземленням – це, здавалося б, суперечило закону збереження кутового моменту.
Цей феномен швидко став відомим як “проблема падаючого кота” у фізиці. Лише в 1969 році дослідники математично продемонстрували, що кіт може перевертатися в повітрі, обертаючи різні частини свого тіла відносно одна одної, що дозволяє йому обертатися, зберігаючи кутовий момент.
Методологія дослідження
Дослідження включало тести на спинах донорських котячих трупів. Хігураші та його колеги досліджували загадку на її джерелі: спина котів. Вони акуратно вирізали спинні стовпи з п’яти донорських котячих трупів, включаючи ребра та крижі, залишаючи зв’язки та міжхребцеві диски недоторканими.
Кожен хребет був розділений на дві області: грудні та поперекові хребці. Потім кожну з 10 спинних секцій розмістили в установці для кручення, щоб перевірити, наскільки далеко її можна було б закрутити.
Висновки дослідження
Результати показали, що коти не оберталися в одному плавному русі; спочатку оберталася передня частина, потім задня. Часовий інтервал між двома частинами становив близько 94 мілісекунд для одного кота та 72 мілісекунд для іншого. Дослідники пропонують, що падаючі коти виправляють себе послідовно, а не як єдине ціле. Передня частина тіла йде першою, оскільки спина є більш гнучкою, а передня частина котячого тіла має приблизно половину маси задньої частини.
Ця змінна гнучкість може бути корисною для таких рухів, як галопування та швидкі оберти, під час яких можливість нахиляти секції хребта незалежно може сприяти спритності.
Дослідники застерігають, що їм довелося розрізати грудну клітку котів, що може вплинути на механічні властивості грудного хребта. Проте вони також зазначають, що їхні висновки узгоджуються з дослідженням 1998 року, проведеним на живих, анестезованих котах, яке показало подібну гнучкість у грудному хребті.
Дослідження було опубліковано в The Anatomical Record.