Kedi neden yüksekten düşüp ölmez?
Evde bir (veya daha fazla) kedisi olan okuyucular bilmelidir ki, kedilerin merakı bazen insanları gerçekten öldüklerini düşündürür, örneğin yüksek yerlerden ve hatta pencerelerden atlamayı seven kediler gibi. Elbette, serbest düşüşün terfi becerisini aydınlatan kedi için alçak irtifa kablosuz bungee jumping üzerinde hiçbir baskı yoktur - "hepsi dört ayak üzerinde". Yüksek bir binada yaşayan bir kedi için 9 can, bir kere atlaması için yeterli değildir.
fakat! Süper yüksek binalardan "atlayan" kedilerin hayatta kalması daha kolaydır . Bunu gösteren birçok veterinerlik çalışması var 5 ila 9 kat yükseklikten düşen kediler en savunmasız olanlardır. , Ve daha yüksek bir yerden düşmek, Usta Miyav'ın hayatta kalma oranını artıracaktır.
Şaşırdın mı yoksa şaşırmadın mı? Kedilerin gerçek büyülü yaratıklar olduğu doğru mu? Aksi takdirde, neden daha yüksek ölüme düşme olasılığı daha azdır? Endişelenmeyin, kedilerin sihirli yaratıklar olup olmadığını bilmesek de, yine de dünyanın temel fiziksel yasalarına uymaları gerekir. Ölümsüz olma olasılıklarının daha yüksek olmasının iki ana nedeni vardır: Hava direnci ve görünen ağırlık .
Daha sonra, kedinin neden ölemediğini analiz etmek için (ortaokul) fiziği kullanalım.
Bir nesne serbest düşüşte olduğunda, temelde yalnızca iki kuvvetten etkilenir: yerçekimi ivmesinin (9.8N / kg) nesnenin kütlesi (kg) ile çarpımı ve hava direnci. Bir reaksiyon kuvveti olarak hava direnci, cismin hızı arttıkça artacaktır.
Düşüş temelde yalnızca Y ekseninde (dikey) hareket ettiğinden, serbest düşüşün Y ekseni sonuç kuvvet formülü şöyledir:
Bunlar arasında: hava yoğunluğu, A nesnenin yüzey alanı, C nesnenin şekli ile belirlenen katsayı ve v hızdır. Nesne serbest düşüşe başladığında, hız sıfır olduğu için, sonuç kuvvetini -mg elde edebiliriz, yani, yerçekiminin ivmesiyle negatif Y eksenine (aşağı) doğru hızlanır. Bununla birlikte, nesnenin hızı, sonuçta oluşan kuvvetin sıfır olmasına neden olduğunda, yani, yerçekimi ve hava direnci eşit olduğunda, nesne hızlanmayı durduracak ve sabit bir hızda hareket etmeye başlayacaktır - bu hıza son hız denir.
Ancak üstten düşen kedinin hızı nasıl hesaplanır?
Kedinin gücü her zaman değişeceğinden, ancak sayısal hesaplamalar yoluyla düşen yörüngesini olabildiğince tahmin edebiliriz. Sayısal hesaplamalar yaparken, tüm hareket birden çok küçük zaman adımına bölünürse, her bir zaman adımı sırasındaki kuvvet yaklaşık olarak sabittir, böylece belirli konumu kolayca hesaplayabiliriz. Tüm zaman adımlarının konumlarının bir grafiğini yaptığımızda, aşağıdaki yörünge grafiğini elde edebiliriz:
Bunların arasında, kırmızı parabol, karşılaştırma olarak, hava direnci olmadan serbest düşüştür. Siyah çizgi, kedilerin düşen yörüngesidir (kediyi bilen herkes onları ölçmenin ne kadar zor olduğunu bilmelidir, bu nedenle bu şekilde kullanılan kütle ve alanın tümü tahminidir). Bu şekilden, kedinin pozisyonunun eğiminin kademeli olarak biraz değişmeden arttığını görebiliriz. Bu, hava direnci yer çekimine eşit hale geldikçe, düşme hızının hızlanmayı durduracağı anlamına gelir.
Ancak bu resim, orta boy yüksekliğin neden daha tehlikeli olduğunu tam olarak açıklamamaktadır. Peki yere çarpma hızı ile düşme yüksekliği arasındaki grafik nedir?
Bu resimden sadece basit bir sonuç çıkarabiliriz: Daha yüksek bir yerden düşmek yalnızca daha yüksek yere çarpma hızına neden olur . Bu nedenle, tek başına hava direnci, orta rakımların aşırı yüksek rakımlardan neden daha tehlikeli olduğunu açıklayamaz.
Ve bu, görünen ağırlığın dikkate alınması gereken yerdir. Görünür vücut ağırlığı, geleneksel anlamda vücut ağırlığı değil (yani, yerçekiminin bir nesneye uyguladığı kuvvet), yerçekiminin tepki kuvvetidir. Örneğin: Bir asansöre bindiğinizi ve daha alt bir kata bastığınızı varsayalım, asansör çalışmaya başladığı anda biraz daha hafif hissedeceksiniz. Elbette kütleniz ve ağırlığınız değişmemiştir ancak asansör zemini ayaklarınıza yukarı doğru kuvvet sağlar. Bu görünen ağırlıktır.
Kedinin pencereden dışarı fırladığı anda hava direnci olmadığı için görünen ağırlığı sıfırdır (yani "ağırlıksızlık"). Ve bu, kedilerin "dört ayak aşağıda" büyülü becerisine başlamasının şartıdır. Dört ayak aşağıda çok etkili bir iniş yöntemidir, yeni gelen kişinin yere değdiği anda başka eylemler yapmasına olanak tanır. Ancak yüksek irtifadan düşmek ölümcüldür! ve bu yüzden, Kedi düştüğünü hissedemezse, etkiyi azaltacak daha az etkili bir duruşa geçme olasılığı yüksektir. . Basitçe söylemek gerekirse: düşük görünen ağırlık, düşen kediler için iyi bir şey değildir.
Bu nedenle, bir kedinin yüksekten düşmekten kurtulma şansı iki noktaya bağlıdır: Yer hızı Bunun anlaşılması kolaydır, ne kadar büyük olursa o kadar tehlikeli olur; Yere çarparken görünen ağırlık Bu biraz düşünmeyi gerektirir. Düşük görünen ağırlık, kedinin etkiyi azaltmak için yayılmak ve rahatlamak yerine dört ayak üzerine ineceği anlamına gelir.
İkisi görecelidir ve düşme yüksekliği ile olan ilişki de zıttır. Bu nedenle, bu her zaman hayatta kalmanın en alçak noktası olan bir yükseklik olacağı anlamına gelir. Yani, yere çarpma hızı ile yere çarpma ivmesinin karşılıklı değerini eklediğimizde, şu "hayatta kalma puanı" grafiğini elde ederiz:
En düşük hayatta kalma skoruna sahip noktanın yaklaşık 18 metre olduğunu görebiliyoruz ki bu da yaklaşık 6 kat, bu da araştırmacıların işaret ettiği en tehlikeli irtifa aralığının tam ortasında. Bu nedenle, veteriner hekimlerin istatistik aracılığıyla çıkardıkları sonuçlar aslında fiziksel olarak açıklanabilir.
15-20 metre boyunda kedi kölesi yaşayan herkes, evde kedi ustasına bakmayı unutmayın.
