Почему коты приземляются на лапы. Почему кошки всегда приземляются на лапы падая с высоты? Умение помещаться в любой емкости

Обновлено: 04.10.2024

Падающие кошки завораживали ученых практически с тех самых пор, как появилась наука — как этим животным удается сохранять равновесие и безопасно приземляться, откуда бы они ни падали? О том, как ученые мужи пытались разгадать эту тайну, рассказывает профессор физики и кошколюб Грегори Гбур в книге «Загадка падающей кошки» — на русском языке работа готовится к выходу в издательстве «Альпина нон-фикшн». «Нож» публикует фрагмент, из которого вы узнаете о том, можно ли превратить кошку в сферу, парящую в воздухе, и какие ошибки теоретиков кошачьего падения легли в основу фундаментальной физики.

Во второй половине XIX в. объяснения способности кошки переворачиваться появлялись не в научных журналах, а в книгах о кошках, написанных их любителями и поклонниками. Тогда выходило много подобных книг, направленных против устоявшегося традиционно негативного восприятия кошачьих.

На протяжении многих столетий жители Западной Европы из-за суеверий и незнания кошачьей психологии недолюбливали кошек. Многие из этих верований живы и сегодня. Кошек считали (а где-то и до сих пор считают) самовлюбленными, безэмоциональными и безразличными к людям, в домах которых они обитают.

Кошки, особенно черные, непременные участницы историй о колдовстве; жестокость по отношению к кошкам долгое время считалась допустимой и даже разумной, а люди, защищавшие кошек, часто становились объектом насмешек. Чарльз Генри Росс в предисловии к своей «Книге кошек» 1893 г. сетовал:

Однажды, в незапамятные времена, мне вдруг пришло в голову, что я с удовольствием попытался бы написать книгу о Кошках. Я рассказал об этой идее кое-кому из своих друзей. Первый расхохотался, не дослушав и первой моей фразы, так что я не стал вдаваться в дальнейшие детали. Второй сказал, что о Кошках уже написана сотня книг. Третий сказал: «Никто не будет ее читать, — и добавил: — И кстати, много ли ты о них знаешь?» Не дав мне времени для ответа, он заявил, что, по его мнению, я знаю о них очень мало. «Почему не о собаках?» — спросил один из моих приятелей с таким видом, как будто мысль об этом его только что осенила. «Или о лошадях, — сказал кто-то еще. — Или о свиньях; или, послушай-ка, вот самая лучшая идея: „КНИГА ОБ ОСЛАХ, НАПИСАННАЯ ПРЕДСТАВИТЕЛЕМ РОДА!“».

Несмотря на такое пренебрежительное отношение общества, Росс и многие другие защищали кошек как домашних любимцев, друзей и объект невероятной притягательности. Одному из кошкозащитников, судя по всему, просто не было дела до того, как другие могут отнестись к его писаниям.

Уильям Гордон Стейблс, родившийся в Банфшире в Шотландии около 1840 г., прожил независимую жизнь, полную приключений. Девятнадцатилетним студентом-медиком колледжа Маришаль в шотландском Абердине он отправился в Арктику на гренландском китобойном судне, и это путешествие стало лишь началом его странствий.

После окончания колледжа в статусе доктора медицины и магистра хирургии в 1862 г. он получил место помощника хирурга в Королевском военно-морском флоте и служил сначала на корабле «Нарцисс» у мыса Доброй Надежды, а затем на корабле «Пингвин», охотившемся на суда работорговцев у побережья Мозамбика.

После пары лет африканской службы он прослужил еще несколько в Средиземном море и Великобритании. Состояние здоровья в 1871 г. вынудило его оставить военный флот, но не положило конец странствиям: еще два года Стейблс ходил на торговом судне вокруг Южной Америки в Африку, Индию и Южные моря. В 1975 г. он наконец осел в английском Туайфорде и начал невероятно продуктивную писательскую карьеру, опубликовав более 130 книг.

Большинство среди них составляли приключенческие романы для мальчишек, материал для которых Стейблс брал из собственного богатого опыта, но помимо таких романов он написал немало книг про животных и уход за ними.

Сегодня из всех работ Стейблса лучше всего помнят, пожалуй, его справочник «Кошки: их экстерьер и характеристики, с забавными историями из кошачьей жизни и главой о болезнях кошек», впервые вышедший из печати примерно в 1875 г.

Эта книга — обширное собрание всего, что имеет отношение к кошкам: в ней можно найти смешные и ужасающие анекдоты о кошках, рассуждения о происхождении домашних кошек, справочник по болезням кошек, советы по обучению кошек различным трюкам, похвалы британским законам, запрещающим жестокость по отношению к кошкам, и, что нам интереснее всего, некоторое объяснение способности кошек всегда приземляться на лапы.

«Почему кошки всегда падают на лапы? На этот вопрос на самом деле совсем не сложно ответить. В начале падения с высоты внизу находится спина кошки, выгнутая полукругом. Если бы кошка так и упала, то перелом позвоночника и смерть стали бы неизбежным результатом падения.

Но природный инстинкт побуждает ее, после того как она пролетела один-два фута, внезапно сократить мускулы спины и вытянуть лапы; теперь уже живот ее выгибается, а спина становится вогнутой, что меняет центр тяжести и переворачивает тело; после этого кошке, чтобы приземлиться на лапы, остается только удерживать себя в этом положении».

Такое объяснение звучит вроде бы разумно и, очевидно, устраивало большинство любознательных людей XIX в.

Представьте себе кошку, подвешенную за передние и задние лапы к двум неподвижным опорам. С виду в этом положении она напоминает изогнутую ручку выдвижного ящика — вариант (а) на рисунке.

Ее центр тяжести — точка, в которой сила тяжести как бы действует на кошку как целое, — располагается ниже опор. Когда кошка выгибает спину, как в варианте (b), ее центр тяжести поднимается выше опор. Это неустойчивое положение.

Пока кошка держит спину выгнутой, любое небольшое возмущение приведет к тому, что она перевернется, а центр тяжести вновь окажется ниже опор, как в варианте ©. Кошка, находившаяся первоначально кверху лапами, перевернулась!

Рассуждения Стейблса просты, убедительны и физически правдоподобны, но при этом ошибочны. Они применимы лишь в том случае, когда кошка подвешена на неподвижных опорах, как показано на рисунке, что позволяет ей смещать свой центр тяжести так, что он оказывается то выше, то ниже точек подвеса. Кошка в свободном падении ни на чем не висит; перемена положения ее тела никак не влияет на его устойчивость.

В других книгах, многие из которых написаны раньше, чем Максвелл начал проявлять интерес к переворачиванию кошек, можно найти похожие объяснения этого явления. К примеру, нечто подобное содержится в книге М. Баттеля «Первые уроки естественной истории: Домашние животные», изданной в 1836 г.

«Всегда замечаешь с немалым изумлением, что кошку, упавшую с большой высоты, каждый раз находишь на лапах, даже если казалось, что она падает на спину. Нередко случается, что Кошка, сброшенная с самой высокой точки высокого здания, падает так легко, что бросается бежать в самый момент падения. Этот замечательный эффект определяется тем фактом, что в момент падения эти животные изгибают свое тело и производят такое движение, будто пытаются вырваться: в результате получается что-то вроде полупереворота, который заставляет их падать на лапы, что почти всегда спасает им жизнь».

Описание центра масс здесь отсутствует, но по существу это, несомненно, то же самое объяснение, которое использовал и Стейблс. На самом деле это объяснение еще старше. Оно уже присутствует в сборнике экзаменационных задач Ж. Ф. Дефью, изданном в 1758 г.

Вопрос 94: у кошки, сброшенной с третьего этажа на улицу, в первый миг падения все четыре лапы смотрят вверх, но падает она на лапы и остается невредимой. Почему?

Ответ: кошка, охваченная внезапно своеобразным природным страхом, изгибает спинной хребет, выпячивает живот и вытягивает лапы и голову, как будто пытаясь вернуться назад, в то место, откуда падает, что обеспечивает лапам и голове больший рычаг.

При этом необычайном движении центр тяжести кошки поднимается выше геометрического центра фигуры, но, поскольку его там ничто не удерживает, вскоре опускается вновь. Опускаясь, центр тяжести переворачивает кошку животом, головой и лапами к земле. Таким образом, в конце своего падения кошка оказывается на земле на четырех лапах и становится, короче говоря, еще более самодовольной.

Самую полную информацию о рассуждениях Стейблса можно найти во французском «Словаре пословиц, их происхождения, истории и анекдотов, связанных с ними» 1842 г. Там приведена пословица «Он как кошка, которая всегда приземляется на лапы».

В книге пословиц приведено имя настоящего автора рассуждений о переворачивании кошки: это Антуан Паран, почти забытый французский математик. Именно он в 1700 г. опубликовал первое в мире физическое объяснение кошачьей загадки.

Паран регулярно докладывал о своих результатах ученому сообществу, которое вплоть до его смерти столь же регулярно публиковало их изложение в своем журнале Histoire de l’Academie Royale.

В статье Парана речь идет о плавучести объектов, погруженных в воду. Еще в 250 г. до н. э. греческий философ и математик Архимед первым объявил, что выталкивающая сила, действующая на погруженный объект, равна весу воды, вытесненной этим объектом.

Таким образом, на любое погруженное тело действуют две силы: сила тяготения, тянущая его вниз, и сила выталкивания, толкающая его вверх. Если объект тяжелее той воды, которую он вытесняет, он утонет; если легче, будет плавать.

Плотность воды в глубоком водоеме увеличивается с глубиной, а значит, вес фиксированного объема воды тем больше, чем глубже этот объем находится. Поэтому деревянный шар, который весит меньше, чем эквивалентный ему сферический объем воды на поверхности водоема, будет вытолкнут наверх и закачается на поверхности; свинцовый шар, весящий больше, чем эквивалентный ему сферический объем воды вблизи дна водоема, утонет и опустится на дно.

Но если мы изготовим шар, представляющий собой небольшой свинцовый сердечник в деревянной оболочке, как показано на рисунке слева, то можно так подобрать размер сердечника, чтобы объект в целом погрузился в воду и «завис» на некоторой глубине под поверхностью воды; он там «парит», говоря словами Парана.

Но что, если шар сделать асимметричным: вставить свинцовый сердечник в стороне от геометрического центра деревянного шара, как показано на правом рисунке? Тогда центр тяжести комбинированного шара окажется не в его центре, а ближе к свинцовому сердечнику. Каким будет поведение этого шара в сравнении с поведением шара с центральным сердечником?

Данный вопрос на тот момент был уже рассмотрен: сделал это за несколько десятилетий до Парана итальянский физик Джованни Альфонсо Борелли в своем двухтомном труде 1685 г. De Motu Animalium — «Движение животных». Борелли интересовался изучением различных движений животных и составляющих их мышц средствами математики и физики.

Благодаря важным исследованиям в этой области и твердому убеждению, что животных можно рассматривать как сложные автоматы, Борелли сегодня часто называют «отцом биомеханики».

К исследованию задачи плавания шара в жидкости Борелли подтолкнул интерес к тому, как двигаются в воде животные. Рассматривая случай неравномерно плотного шара, Борелли утверждал, что если такой шар будет падать с высоты в толщу воды тяжелой стороной кверху, то сначала он опустится до уровня, где силы плавучести и тяготения уравновешивают друг друга, и только потом повернется вокруг собственного центра, пока центр тяжести — свинцовый сердечник — не окажется в самом низу.

Паран считал, что движение в этом случае происходит по более сложной схеме. У него было преимущество: за прошедшие годы появилась более продвинутая физика, при помощи которой он мог обосновать свои выводы.

Основополагающая книга Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии» (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), которую часто называют просто «Начала», была опубликована в 1687 г., через пару лет после работы Борелли, и в ней впервые была представлена единая математическая теория движения массивных тел.

Воспользовавшись некоторыми откровениями Ньютона, Паран заметил, что сила тяжести и сила плавучести должны действовать на разные точки шара. Выталкивающая сила должна тянуть вверх и действовать в геометрическом центре шара, а сила тяжести — тянуть вниз и действовать в центре тяжести.

Из-за того что силы приложены в разных местах, рассуждал Паран, шар неизбежно будет поворачиваться вокруг некоторой точки, расположенной между двумя этими центрами, а сам поворот будет происходить еще в процессе спуска шара к равновесной глубине.

Объект, вращающийся в процессе падения, сильно напоминает падающую кошку, и Паран, очевидно, думал так же. Выложив свои математические аргументы, он заметил:

Следовательно, кошки и некоторые другие животные того же сорта, как куницы, хорьки, лисы, тигры и т. и., когда падают с возвышенного места, обычно падают на лапы, хотя сначала их лапы были выше тела, и животные вследствие этого упали бы на голову. Они, совершенно определенно, не смогли бы сами перевернуться в воздухе, где у них нет неподвижной точки опоры, чтобы опереться.

Но страх, который они испытывают, заставляет их сгибать спинной хребет, так что их брюхо выталкивается вверх, и одновременно вытягивать голову и ноги к тому месту, откуда произошло падение, как будто пытаясь до него дотянуться, что дает эти частям, как рычагам, выигрыш в силе.

Таким образом, центр тяжести животного смещается по отношению к центру фигуры, причем смещается вверх, из чего следует, согласно демонстрации месье Парана, что эти животные должны совершить полупереворот в воздухе, обратив ноги вниз, что почти всегда спасает им жизнь. Наилучшее знание механики не окажется полезнее в этом случае, чем знание путаной и невнятной поэзии.

Физики с давних пор печально известны тем, что пытаются решать задачи путем упрощения их до такой степени, что они приобретают до нелепости неузнаваемый вид.

Среди студентов-физиков с давних времен бытует шутка о том, что физик начинает моделирование коровы с фразы: «Для простоты представим себе, что корова имеет сферическую форму в вакууме». Паран в своей работе сделал почти буквально подобное упрощение, предложив рассматривать падающую кошку как парящую в воздухе сферу.

Объяснение Парана — первоначальный источник, более или менее, тех рассуждений, которые Уильям Гордон Стейблс и другие кошколюбы будут повторять полтора с лишним столетия спустя: кошка выгибает спину, выталкивая свой центр тяжести выше некоторой поворотной точки, в результате чего, качнувшись, возвращается в правильную позицию.

Стейблс очень неопределенно говорит о том, относительно какой, собственно, точки кошка, предположительно, должна поворачиваться; в первоначальных рассуждениях Парана, однако, мы видим, что кошка, видимо, переворачивается вокруг точки, которую мы могли бы назвать точкой приложения выталкивающей силы.

Рассуждения эти неверны. Да, действительно, воздух обладает выталкивающей силой, благодаря которой, к примеру, взлетают вверх, если их отпустить, наполненные гелием шарики. Но для кошек и людей эта сила пренебрежимо мала в сравнении с силой тяжести: мы, люди, в повседневной жизни не поднимаемся вдруг в воздух и не начинаем беззаботно плавать в нем.

Кошка переворачивается в воздухе за долю секунды; чтобы это произошло за счет выталкивающей силы, две действующие на нее противоположные силы должны быть примерно одинаковы по величине.

Кошачье умение владеть своим телом сравнивают с акробатической и приписывают чудесную способность приземляться на лапы, оказываясь невредимой при падении с любой высоты.

Чем же обусловлен данный механизм? И является ли он безупречным?

Красота - страшная сила) Красота - страшная сила)

Сохранение импульса

Одним из объяснений приземления на лапы служит и так называемый закон сохранения импульса, который гласит, что при падении кошка вращает частями тела в различные стороны, переворачиваясь в нужное положение, при этом момент вращения сохраняется неизменным. Хвост кошке служит своеобразным рулем и помогает при вращении. Такая способность приземления является врожденной, и уже с двух месяцев котенок способен управлять своим телом так, что при приземлении из прыжка оно будет занимать всегда горизонтальное положение.

Правда, при прыжке с большой высоты или неожиданном падении не все кошки успевают правильно сгруппироваться - отсюда и травмы. Однако хорошая амортизационная способность лап и гибкость позвоночника спасают животного от гибели. Самой распространенной травмой при таком падении является защемление нерва и, как следствие, обездвиживание задних конечностей. Такие поражения почти не лечат, а потому ветеринары предлагают или специальные ходунки, или усыпление животного.

За счёт чего происходит?

Всё это стало возможным из-за великолепно развитого вестибулярного аппарата, которым кошка может заслуженно гордиться. Благодаря ему тело животного «знает», в каком положении находится по отношению к земле. В итоге кот постоянно будет инстинктивно стремиться оказаться на 4 лапах.

Также такое приземление оказалось возможным благодаря невероятно гибкому позвоночнику кошачьих и тому, что у него в принципе нет ключиц. В итоге животное способно буквально извиваться «в полёте». Для переворота на другую сторону достаточно высоты всего в 30 см.

Для подобного приземления хвост не нужен. Так что его наличие или отсутствие никак не сказывается. Дело в том, что животным для сохранения момента импульса необходимы задние лапы, а не хвост.

Переживать падение также помогают лапы. Они, как правило, длинные, мускулистые, очень хорошо пружинят. Благодаря этому удар при падении довольно сильно смягчается.

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.

Причина неудачных приземлений

Не следует думать, что кошка оказывается неуязвимой при любом высотном происшествии.

Прежде всего, играет роль высота падения . И это логично - ведь чем продолжительнее «полёт», тем больше времени у животного занять нужное положение. В этой связи американский ветеринар Гордон Робинсон ещё в 1976 г. описал так называемый «высотный синдром», согласно которому «чем выше здание, с которого упала кошка, тем меньше повреждений получит животное».

Современная статистика несчастных случаев с домашними питомцами подтверждает данное утверждение: из 132 нью-йоркских кошек, выпавших из окон небоскрёбов выше 30 этажа, 115 выжили и отделались сравнительно небольшими повреждениями.

Каков бы ни был парадокс, малая высота может быть коварно опасной , так что кошка может получить травму во время неудачного прыжка с кухонного стола, подоконника или с рук владельца.

С другой стороны, при падении из окон многоэтажных домов спасительный рефлекс не всегда срабатывает из-за развития патологического шокового состояния, характеризующегося резким нарушением функций сердечно-сосудистой, дыхательной, нервной и других систем организма.

В результате - падающая с большой высоты кошка приземляется не на лапы, а на живот, что приводит к разрывам органов, внутреннему кровотечению и смерти. Падение может осложниться переломами конечностей, позвоночника и челюстей, черепно-мозговой травмой, потерей зубов, нарушением структуры глаз.

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.

В кошках нас наиболее удивляет их необычная способность выживать даже после падения с огромной высоты. Самое поразительное, что чем больше высота падения, тем реже пушистые создания получают серьезные травмы. Не зря из-за особенностей кошек вокруг них с древних времен ходили легенды. Но можно ли с научной точки зрения объяснить неуязвимость кошки перед высотой?

Сопутствующие симптомы

Симптоматика заболеваний может развиваться по двум путям. В первом случае проявляется сразу и в полной мере, а во втором проявляется постепенно с эффектом усиления. В любой ситуации требуется как можно раньше обратиться за помощью к специалисту. Среди самых частых симптомов находятся:

шаткая походка;
заваливание на бок при ходьбе;
невозможность быстро двигаться;
нарушение координации;
неуверенное поведение в пространстве;
боязнь сделать движение;
аккуратное наступание на одну сторону лап;
зрачки различного размера;
бегающие глаза;
обмороки;
неадекватная реакция на привычные действия;
при эпилепсии непроизвольно смыкаются челюсти, судороги, непроизвольное мочеиспускание.

Такое поведение оправдывается боязнью животного упасть, кружению головы, болям в мозге и сердце, а также конечностях. Развитие параличных состояний может начаться в результате поражения организма инфекцией, либо воспалительным процессом во внутренних органах и системах, при нарушении кровотока. Если нарушаются отделы позвоночного столба, то нередко хозяева отмечают нарушение в дефекации мочевого пузыря и кишечника. Развитию атаксии может способствовать опухоль головного мозга, панлейкопения, отравления химикатами, травмы черепа.

Лечение назначается только врачом ветеринаром на основе поставленного диагноза. В ряде случае животному будет показано стационарное лечение с проведением инъекций, капельниц.

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.

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.

«Мягкая лапка», отсутствие хвоста и высотные рефлексы

Отдельно отметим влияние на кошачью моторику операции под названием «онихэктомия».

Пришедшая из-за океана мода на «мягкие лапки» на самом деле оказывается варварской операцией по удалению концевых пальцевых фаланг вместе с когтями. Опустим проблемы выхода из наркоза, а также болезненный и долгий процесс заживления с возможностью развития костной инфекции.

Но даже если всё заросло, прооперированный питомец делается менее лабильным и не способным к прославленному кошачьему трюкачеству. Изменение природного механизма движения приводит к нарушению в моторных зонах мозга и вестибулярном аппарате, так что любое падение с высоты может стать роковым.

Примечательно, что бесхвостые породы кошек и мурки, потерявшие хвост в результате травмы, приземляются на четыре лапы, поскольку для переворота в воздухе используют задние лапы, а не хвост.

Кошкам, как известно, свойственно падать на 4 лапы. Даже если взять животное и подвесить спиной вниз, оно всё равно успеет извернуться в процессе так, чтобы поменять положение тела и приземлиться на лапы. Всё это закреплено на уровне рефлексов. Первое его проявление начинается у котят в возрасте 3-4 недель, а в районе 6-7, когда животное принимается активно осваивать мир, окончательно закрепляется.

Циститы

Снимок УЗИ при цистите.

Снять болевой синдром помогут спазмолитики. Чтобы не навредить кишечнику и сохранить здоровую микрофлору назначаются пробиотики. Обязательным является строгий контроль питания животного, щадящий режим и диета.

Физиологический механизм

Приземление кошки на лапы при падении с высоты определяется, прежде всего, развитым чувством равновесия и физической ловкостью. Вестибулярный аппарат, расположенный в височной кости черепа, заставляет падающую кошку изгибаться посередине и, вращая одновременно переднюю и заднюю часть тела вокруг своей оси, принимать в воздухе положение «спиной вверх». Подобный переворот совершается благодаря гибкому позвоночнику и отсутствию ключиц, которые у человека стабилизируют (и одновременно закрепощают) пояс верхних конечностей.

Развернувшись в положение «лапы к земле», кошка рефлекторно растопыривает лапы в стороны и выгибает спину, в результате чего поверхность тела увеличивается на манер парашюта . Четыре конечности играют при приземлении роль амортизаторов.

Впервые работа о «падающей кошке», включающая последовательные фотокадры с переворотом в воздухе на 180° и финальным падением на лапы, была опубликована в 1894 г. французским физиологом и изобретателем Этьеном-Жюлем Маре.

В последствие выяснилось, что помимо «эффекта парашюта», выживаемость при падении обусловлена также небольшим размером животного , лёгким скелетом с прочными суставными сочленениями, обилием шерсти и идеальным соотношением мышечной ткани к весу тела.

Таким образом, с какой бы высоты ни падала кошка, её скорость не превысит 100 км/ч, что более, чем в 2 раза меньше скорости падающего вниз человека. Это, в свою очередь, определяет силу удара о землю и степень полученных повреждений.

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.

Как кошке удается приземляться на лапы

Способность переворачиваться в воздухе лапами вниз кошка приобретает еще в возрасте 3-4 недель. Она способна на это благодаря тому, что у нее нет ключицы, развитый вестибулярный аппарат, а также очень гибкий позвоночник. Когда начинается падение, кошка моментально пытается выровнять положение своего тела относительно земли. Она прижимает лапы и хвост к туловищу, вращение ускоряется, и животное занимает в воздухе положение лапами вниз. Также у кошки есть «рефлекс парашюта», из-за которого она потом расставляет лапы в стороны, увеличивая площадь поверхности тела, и падение замедляется.

К сожалению, иногда технология безопасного падения кошки может не срабатывать. Например, если кошка падает со слишком большой высоты, у нее случается шок, и рефлексы действуют хуже. Если же животное летит вниз с очень маленькой высоты (меньше 30 сантиметров), времени на разворот может просто не хватить. Исследования ветеринарного врача Гордона Робинса из Нью-Йорка показали, что при приземлении с очень большой высоты у кошки меньше вероятности пострадать, чем при падении с небольшой высоты. То есть, падение с 5 этажа для нее опаснее, чем с 15-ого.

Несмотря на то, что кошки способны падать почти без вреда для здоровья, это не значит, что они в безопасности, и владельцам кошек по-прежнему стоит следить за своими любимцами.

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

Сахарный диабет

Слева нормальное мочеиспускание, справа типичное мочеиспускание для кошки больной сахарным диабетом.

Больные сахарным диабетом животные нуждаются в диетическом питании, с низким содержанием углеводов. Причём такая диета требуется на весь период жизни питомца. В некоторых случаях требуются инъекции инсулина. Доктор обучает делать это самостоятельно, в домашних условиях или придётся привозить домашних любимцев в клинику.

Принцип лечения почечной недостаточности можно описать несколькими пунктами:

Влияние на причину - антибиотики, гормональные препараты.
Нейтрализация токсинов - капельницы, гемодиализ.
Поддержание организма - общеукрепляющие препараты, сердечные, диета.

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.

Почему животные разбиваются?

В кошку «заложено» довольно много инстинктов, которые позволяют ей пережить падение даже с большой высоты. Например, при падении животное рефлекторно расставляет лапы в стороны, благодаря чему площадь тела увеличивается, то есть получается «эффект парашюта».

Но этот инстинкт далеко не всегда срабатывает. Если животное внезапно для себя выпало из окна, оно может оказаться от этого в состоянии шока. Тогда «эффекта парашюта» не будет, что способно привести к травмам. Кроме того, если животное упало с небольшой высоты, например, его упустил из рук ребёнок, то в таком случае кошка не успеет развернуться и может получить серьёзную травму.

Плюс ко всему большое значение имеет вес. Если питомца заметно раскормили, то лишние килограммы могут привести к тому, что животное при падении серьёзно травмируется. Многое зависит и от мускулистости самого зверя.

Также очень важно, будет ли животное цепляться при падении за что-то. Если в процессе не появится никаких препятствий, то это - одно дело. И совсем другое, если кошачьему что-то помешает.

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

› 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.

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

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.

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-вторых, есть еще один кошачий прием. Когда падающая кошка поворачивает переднюю половину св оего 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 :

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

Если у вас когда-нибудь была кошка, вы точно замечали, что эти животные на удивление ловкие, и даже при падении у них всегда получается успешно приземлиться.

Ориентация на местности

Другие удивительные способности

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

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.

История изучения проблемы

Человечество на протяжении столетий задавалось этим вопросом, создавало произведения искусства и проводило научные опыты на эту тему.

Еще в 1894 году в научном журнале Nature была опубликована работа французского физиолога и изобретателя Этьена-Жюля Маре «Падающая кошка».

Существует даже шутливый парадокс, основанный на двух народных «аксиомах» - «кошки всегда приземляются на лапы» и «бутерброд всегда падает маслом вниз». Что же будет, если уронить кошку вместе с привязанным к ее спине бутербродом с маслом (маслом вверх)? Ученый Дональд Е. Симанек объясняет в своей книге Science Askew, что на самом деле никакого противоречия здесь нет - если лапами вниз упадет кошка, то бутерброд так и останется технически «неупавшим», если же падает бутерброд, то «неупавшей» остается кошка.

Рефлекс или жизненный опыт?

Ученые выяснили, что особенности кошачьего приземления на лапы определяются рефлекторной способностью, «включающейся» в определённом возрасте.

Соответственно, наработка личного опыта и «лётный стаж» не имеют значения.

Устранение причин

Запущенные случаи и не оказанная вовремя помощь приводит к печальным последствиям, летальному исходу. Первой помощью будет обеспечение свободного выхода урины - катетеризация. Далее применяют симптоматическую, предупредительную и восстанавливающую терапию. Назначаются болеутоляющие, спазмолитики, противовоспалительные, антибиотики, общеукрепляющие, диета. Тяжёлые и запущенные случаи нуждаются в оперативном вмешательстве.

Лечение

Лечение болезней вестибулярного аппарата зависит от типа заболевания, (периферический или центральный) и причины его возникновения. В большинстве случаев улучшения начинаются в течение 72 часов, а возвращение к нормальной жизни происходит в течение одной-трех недель.

Во время лечения многие кошки имеют затруднения при еде и питье из-за отсутствия координации и тошноты. Может потребоваться кормление с рук и близкое расположение еды, воды и лотка. От тошноты могут быть прописаны такие лекарства как меклизин.

В зависимости от причины заболевания при отите могут быть использованы антибиотики (местного действия и/или системные), глюкокортикоиды, и майтицид. При инфекциях, полипах и новообразованиях в барабанном пузыре может потребоваться хирургическое лечение.

Центральное заболевание считается более серьезным и потенциально труднее поддается лечению, поэтому важно знать первопричину. При новообразованиях головного мозга для уменьшения отека и воспаления используется лечение кортикостероидами. Некоторые онкологические заболевания могут реагировать на химиотерапию (лимфома) или хирургическую циторедукцию (менингиома).

При бактериальном энцефалите часто требуется антибактериальная терапия в течение 4-6 недель. Для токсоплазмоза лекарством является клиндамицин, а криптококк реагирует на лечение с интраконазолом и флуконазолом. Для FIP, к сожалению, нет эффективного лечения.

(с) Ветеринарный центр лечения и реабилитации животных «Зоостатус». Варшавское шоссе, 125 стр.1. тел.

Рефлекс или жизненный опыт?

Соответственно, наработка личного опыта и «лётный стаж» не имеют значения.

Почему кошки такие живучие?

У животных из семейства кошачьих есть удивительная способность еще от рождения — они почти всегда приземляются на четыре лапы. Такая привычка обусловлена отсутствием ключиц и гибкому позвоночнику. Для того, чтобы перевернуться в воздухе и сгруппироваться, кошке достаточно находиться всего в тридцати сантиметрах от поверхности земли(или пола). Кстати, именно гибкость позволяет пушистым домашним питомцам помещаться в разные, даже очень маленькие, емкости.

Не стоит забывать и о том, что кошки имеют относительно небольшой размер, у них маленький вес и легкие кости. Это способствует тому, что при падении с любой высоты скорость падения кошачьего тельца не превышает 100 километров в час. При этом аналогичный показатель у человека приблизительно равняется 210 километрам в час.

В процессе падения коты на интуитивном уровне расставляют все четыре лапы в разные стороны, увеличивая тем самым размер своего тела и его сопротивление воздуху. Такая особенность создает эффект парашюта и чем больше высота, тем сильнее выражен эффект.

Приземляются удивительные животные на все четыре согнутые лапы, что позволяет распределить удар на все тело. Такой способ приземления минимизирует серьезные повреждения.

Особенности кошек позволяют им выжить даже в сложных ситуациях, но это вовсе не означает, что падение с высоты окажется для питомца безопасным и совершенно безболезненным. Во время изучения самых разных ситуаций было выявлено 132 случая падения котов, выжили 90 % из них, но есть и погибшие животные. Кроме того, всем питомцам была своевременно оказана помощь ветеринара, они проходили лечение и находились под наблюдением.

Почему кошки такие живучие?

Предчувствие неприятностей

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.

Отказ задних лап у кота: причины и провоцирующие факторы

Отказ задних лап у кота может быть вследствие протекающего воспалительного процесса в спинном мозге.

Причин может быть несколько и все они связаны с серьёзными заболеваниями , которые трудно поддаются лечению, а то и не поддаются вовсе. Факторы могут быть следующие:

механические повреждения позвоночника - травмы;
воспалительные процессы в спинном мозге;
эмболия фиброзно-хрящевого характера;
артериальная тромбоэмболия;
последствие инсульта;
поражение клещами;

Итоги

В том, что кошка может выжить даже после падения с огромной высоты, нет ничего необычного, если рассмотреть эту особенность хвостатых с научной точки зрения. Феномен обусловлен легкостью костей, миниатюрным размером, интуитивной привычке приземляться на согнутые лапы и расставлять свои конечности в разные стороны во время падения.

Несмотря на проведенные исследования, нельзя быть уверенным, что в случае падения ваш кот не пострадает. В любом случае животное будет шокировано произошедшим и испытает боль от удара о землю. Поэтому важно следить за безопасностью питомцев, ведь мы в ответе за тех, кого приручили.

Кошки при падении с любой высоты и из любого положения всегда приземляются на все четыре лапы. Этот феномен не мог не заинтересовать ученых. Первые исследования проводились еще в 1894 году, когда на одном из очередных заседаний Французской академии наук известный физиолог Марей представил аудитории снимки двух кошек в различных фазах своего падения. При этом, оказалось, что кошка без хвоста падает так же, как и полноценная здоровая кошка.

Таким образом, был развеян миф о том, что кошка использует хвост, как аэродинамический руль, сообщает интернет-журнал "Знай как". Тогда для объяснения была выдвинута гипотеза о том, что животное умудряется получить начальный импульс в момент отделения от рук экспериментатора, примерно так, как это происходит у прыгунов в воду с вышки и у спортсменов на батуте. При этом каноны физики позволяли спортсменам как угодно распоряжаться начальным моментом и своим телом в полете. Но фотоснимки свидетельствовали, что кошки точно так же управляли своим телом и когда их бросали без всякого импульса.

Вскоре механики разобрались с этим явлением, и уже в начале 20 века феномен был разрешен и вошел во все учебники физики и механики. На самом деле в падении кошка изменяет положение своего тела просто за счет очень энергичных действий собственного туловища и конечностей. В самой первой фазе своего падения кошка поворачивает переднюю часть туловища в сторону, чаще всего, вправо. Одновременно она подтягивает передние лапы к голове, а задние, наоборот, отводит подальше от тела. Эта операция компенсируется небольшим поворотом задней части в противоположном направлении.

Таким образом, передняя часть корпуса обращена вниз, и животное видит, куда ей стоит приземлиться. Задние кошачьи лапы растопырены, что приводит к тому, что ее момент инерции соизмерим с моментом инерции передней части, у которой лапы прижаты к голове.

В финальной фазе кошка выставляет вперед передние лапы, останавливает вращение тела. Задние лапы вытягиваются в одну линию с корпусом, затем вместе с телом доворачиваются до положения передней и также принимают предпосадочную позу. При окончательном повороте кошка выгибает спину.

Интересно, что кошка, брошенная "солдатиком" не в состоянии приземлиться на все четыре лапы. В 1960 году американец Макдональд применил скоростную съемку со скоростью 1500 кадров в секунду для выяснения поведения кошки, брошенной с высоты 15-20 см, когда полет занимает только 0,1 секунды. Выяснилось, что когда исследователь подбрасывал кошку вверх, она летела вверх лапами до высшей точки полета, только там совершала свое сальто.

Оказалось, что на лапы падают даже котята, которые только начали бегать, то есть, в возрасте 3-4 недель. Влияет на координацию движений кошки и органы чувств. Дотошные ученые выяснили, что у кошки с завязанными глазами движения в полете более вялые.

Глухая кошка падает так же, как и совершенно здоровая. Полностью лишенная зрения кошка падает уже без описанной ловкости. Если животное перед бросанием покрутить на центрифуге, чтобы обмануть его вестибулярный аппарат, то кошка, брошенная лапами вниз, приземляется лапами вверх, на спину.

Вторым вопросом "кошачьего парадокса" является то, что животное не разбивается, упав с высоты, безусловно смертельной для человека. Здесь срабатывает то, что отношение веса животного к его поверхности тем меньше, чем меньше животное. И здесь как раз сказывается аэродинамическое сопротивление, которое существенно ограничивает скорость падения, уменьшает его кинетическую энергию в момент падения.

Так, если парашютист при затяжном прыжке развивает скорость до 50 м/с, то кошка, пролетев 20 метров, имеет скорость не больше 15-18 м/с. И ей не принесет смертельного вреда даже падение с очень больших высот, смертельных для человека. Кроме того, кошка имеет более сильные по отношению к собственному весу, чем у человека мышцы, которые представляют собой отличный амортизатор. Долгое время среди людей желающих повторить хитрые кошачие приемы не находилось. Однако прыгун с вышки Брейн Фелпс все же решился попробовать.

Эксперименты начали с прыжков с высоты в 1 метр. Олимпийский бронзовый призер Фелпс ловко менял положение тела в пространстве. Затем высота постепенно достигла такой, что полет длился всего 0,5 с. И здесь спортсмен смог повернуться даже на 360 градусов. Но, если у Фелпса маневр поворота на 180 градусов занимал 0,3 секунды, то кошке на это нужно всего 0,12 секунды. Пробовали бросать спортсмена и "лапами вверх". Пролетев 3 или 5 метров, Фелпс проделывал то же, что и кошка, и приземлялся на живот с вытянутыми вперед и вниз руками. Стоит отметить, что повторить опыт Фелпса никому из неподготовленных людей не удастся - здесь нужна долгая тренировка.

Таким образом, становится понятным, что кошки обладают уникальными преимуществами. У них есть великолепный внутренний "гироскоп", расположенный во внутреннем ухе. Если кошка падает спиной вниз, она быстро ориентируется в пространстве и, изогнувшись, поворачивается в воздухе лапами вниз, не пролетев и полутора метров. В результате удар распределяется на четыре лапы, а не на две.

Еще одно преимущество кошки, помимо ее маленького веса, состоит в том, что она умеет сгибать конечности, чтобы распределить силу удара по суставам и мышцам. Уж если мы лишены кошачьего гироскопа, то было бы нелишним поучиться у кошек сгибать ноги, обеспечивая тем самым большую безопасность при падении.

Согласно исследованиям, девяносто процентов кошек, упавших с большой высоты, остаются в живых. При этом они могут получить ушибы и повреждения грудной клетки, но несмотря на травмы быстро восстанавливаются.

Миф о том, что у кошки девять жизней, появился вовсе не на пустом месте. Известен случай, когда четверолапый домашний питомец выжил после падения с тридцать второго этажа и при этом не получил по-настоящему опасных травм. Гораздо более травмоопасным оказывается падение с нижних этажей.

Лечение хозяев

У кошки девять жизней

Ни в коем случае не стоит проверять своих питомцев на “живучесть”, это может привести к плачевным результатам. Несмотря на статистику, все-равно жильцам многоэтажек рекомендуется следить за котами и не допускать их к открытым окнам и балконам. Питомец может не осознать высоту, на которой находится, и прыгнуть (или упасть, не удержавшись на подоконнике).

Способности к выживанию кошек удивляют и требуют более детального изучения. И все же они не могут не радовать, ведь у хозяев становится чуть меньше поводов для переживаний за своего питомца.

Итоги

Другие удивительные способности

Умение помещаться в любой ёмкости

Читайте также: