У 1894 році одне з чергових засідань Французької академії наук викликало особливий інтерес, тому що на ньому виступив відомий фізіолог Марей, який виявляв серйозний інтерес до аеродинаміки птахів і тварин, що літають.
Він пред’явив аудиторії знімки, що викликали величезний інтерес, хоча на них не було зображення птахів або кажанів. На них була знята … звичайна кішка. Але кішка була знята в різних фазах свого падіння. Як відомо, кішки мають дивну особливістю приземлятися на всі чотири лапи, незалежно від того в якому становищі вони почали падати.
Але ж ще Галілей свого часу сказав про те, що “… в середовищі, повністю позбавленою будь-якого опору, всі тіла падали б з однаковою швидкістю”. Кішка ж при падінні, можливо, використовує свої хвіст, лапи як аеродинамічні рулі. Саме цим пояснювався феномен кішки.
Але потім той же Марей продемонстрував фотографії, на яких падала безхвоста кішка, і благополучно приземлятися на лапи, так само успішно, як і хвостата. Для пояснення була висунута гіпотеза про те, що тварина примудряється отримати початковий імпульс у момент відділення від рук експериментатора, приблизно так, як це відбувається у стрибунів у воду з вишки і у спортсменів на батуті. При цьому канони фізики дозволяли спортсменам як завгодно розпоряджатися початковим моментом і своїм тілом у польоті. У класичній роботі астронома Шарля-Євгенія Делоне “Механіка” говорилося: “Якщо ми припустимо, що-небудь жива істота ізольовано в просторі, і до нього не докладено ніякої зовнішньої сили, то не тільки це жива істота не буде в змозі перемістити свій центр тяжкості, але, крім того, для нього виявиться неможливим повідомити своєму тілу обертання біля цієї точки. Справді, як би воно не діяло своїми м’язами, воно може розвинути тільки внутрішні сили … “
Але знімки свідчили, що кішки плюють на ці заборони і тоді, коли їх кидали без жодного імпульсу.
Але незабаром механіки розібралися з цим явищем, і вже на початку століття цей феномен увійшов в усі підручники фізики і механіки. Тим не менше, і зараз ні-ні та й заговорять про “секреті кішки”.
У 1960 році американець Д.Макдональд застосував швидкісну зйомку зі швидкістю 1500 кадрів в секунду для з’ясування поведінки кішки, кинутої з висоти 15-20 см, коли політ займає тільки 0,1 секунди. З’ясувалося, що коли дослідник підкидав кішку вгору, вона летіла вгору лапами до вищої точки польоту, тільки там здійснювала своє сальто. Виявилося, що на лапи падають кошенята, які тільки почали бігати, тобто, у віці 3-4 тижнів. Висновки цього дослідника були тими ж, що і при вивченні знімків Марея, і про які писалося в книзі відомого інженера і вченого В.Кирпічова ще в 1907 році.
Чи в змозі людина, що стоїть на абсолютно гладкій підлозі, повернутися щодо своєї вертикальної осі? Виявляється, так. Для цього досить підняти руку, відвести її трохи вбік і зробити кілька енергійних обертальних рухів так, щоб рука описувала конус. Це можна добре продемонструвати на лавці Жуковського або на “колі здоров’я”.
Всі сили, що діють на падаючу кішку, врівноважені. Опором повітря в цьому випадку можна сміливо знехтувати, особливо при падінні з малої висоти. Тому ніяких аеродинамічних рулів тут бути не може.
З самого початку кішка повертає передню частину тулуба убік, найчастіше, вправо. Одночасно вона підтягує передні лапи до голови, а задні, навпаки, відводить подалі від тіла. Ця операція компенсується невеликим поворотом задньої частини в протилежному напрямку. Таким чином, передня частина корпусу обращенв вниз, і тварина бачить, куди їй варто приземлитися. Задні котячі лапи розчепірені, що призводить до того, що її момент інерції порівняємо з моментом інерції передній частині, у якої лапи притиснуті до голови. У фінальній фазі кішка виставляє вперед передні лапи, зупиняє обертання тіла. Задні лапи витягуються в одну лінію з корпусом, потім разом з тілом доворачивать до положення передньої і також беруть предпосадочную позу. При остаточному повороті кішка вигинає спину. Цікаво, що кішка, кинута “солдатиком” не в змозі приземлитися на всі чотири лапи.
Другим питанням “котячого феномена” є те, що тварина не розбивається, впавши з висоти, безумовно смертельною для людини. Тут спрацьовує те, що відношення ваги тварини до його поверхні тим менше, чим менше тварина. І тут якраз позначається аеродинамічний опір, який істотно обмежує швидкість падіння, зменшує його кінетичну енергію в момент падіння. Так парашутист при затяжному стрибку розвиває швидкість 50 м / с, то кішка, ще не пролетівши 20 м має швидкість не більше 15-18 м / с. Їй не принесе смертельного шкоди навіть падіння з вікна останнього поверху хмарочоса.
Крім того, кішка має більш сильні по відношенню до власної ваги, ніж у людини м’язи, які представляють собою відмінний амортизатор. У кішки із зав’язаними очима еволюції більш мляві. Глуха кішка в цьому відношенні падає так само, як і абсолютно здорова. Повністю позбавлена зору кішка падає вже без описаної спритності. Якщо звірка перед киданням покрутити на центрифузі, щоб обдурити вестибулярний апарат, то він, кинутий лапами вниз, приземляється … лапами вгору, на спину.
Швидкісна зйомка показала, що таким же поводженнями при падінні володіють морські свинки, кролики.
Довгий час не було бажаючих виконати те ж, що і кішка при стрибках у воду або на батуті. Поки не з’явився доброволець – стрибун з вишки Брейн Фелпс. Експерименти почали з стрибків з висоти в 1 метр. Олімпійський бронзовий призер, Фелпс спритно міняв положення тіла в просторі. Потім висота поступово досягла такої, що політ тривав 0,5 с. І тут спортсмен зміг повернутися навіть на 360 o. Але якщо у Фелмса маневр повороту на 180 o займав 0,3 с, то кішці на це потрібно всього 0,12 с.
Після цього спортсмена підкинули “лапами вгору”. Пролетівши 3 або 5 м, Фелпс виконав те ж, що і кішка, і приземлився на живіт з витягнутими вперед і вниз руками.
Варто відзначити, що повторити досвід Фелпса нікому з НЕ підготовлених людей не вдалося – тут потрібна тренування.
