都说“猫有九条命”,并且当猫的年纪大、生病或则遭受意外时,也会“一命呜呼”。所谓的“九条命”虽然只是传说,并且从侧面反映出了猫的生命力十分顽强。
我们经常会听到猫能爬上高高的行道树,或是在窄的高墙上飞檐走壁,难免会想莫非猫不会恐高么?一旦摔出来能够活么?而事实居然是,猫从高空跌落居然能完美的头部着地,这也让猫更不容易受伤(其实高度也是有极限的),而这些现象在科学上,则可以用数学学的角动量守恒定理来解释!
猫跌落可以脚着地的诱因?
猫从高空下落,总是头部先着地这一有趣的现象,早在几六年前就引发了关注。
在20世纪90年代,由德国科学家马雷发明的快速摄影器材记录了猫在高处跌落的过程。如右图所示,猫跌落后,在空中可进行自由转体运动,它的前腿趋向减短并紧贴于背部,后腿则伸展垂直于身体,最终能否将身体翻转180°,头部成功着地。
猫从高处落地的过程
虽然,猫落地才能头部落地的运动是可以用数学学中的角动量守恒定理解释的。
角动量是旋转运动的一种测度。在直线运动中如何利用角动量守恒完美落地,我们用动量来描述物体的运动状态;在旋转运动中,则用角动量来描述。角动量可以看作是物体在旋转时的“旋转动量”。其大小与旋转的直径及速率呈正相关。
角动量守恒即为在一个系统中,当一个物体不遭到外力作用进行旋转运动时,角动量总数仍然保持不变,举一个生活中常见的事例,冰上花样溜冰选手在旋转跳跃时,假若将右臂笼络如何利用角动量守恒完美落地,旋转的速率都会变快,伸开四肢,旋转速率都会变慢一些。并且因为角动量守恒,所以弱冠动量保持不变。
我们再来看看猫落地的过程,也可以觉得是角动量守恒它的旋转方向和速率会保持不变,即猫一旦落体发生旋转运动的行为时,它会始终保持旋转的状态,且旋转的方向保持不变,直至有外力作用。
因为猫下落旋转时,前后腿的姿态是不一致的,因而猫下落旋转的过程可以被拆解前半身和后半身两部份剖析。科学家将猫落地的旋转行为称为前后半身旋转方向相反的拧麻花旋转运动。
当猫从高处落下时,基于身体特征,猫的尾鳍会收缩,旋转直径增大了,因为角动量守恒,前半身的旋转速率都会变大,更容易发生旋转的行为。猫的四肢会伸展,即旋转直径减小,因而旋转速率相对较低,旋转行为发生的较为迟钝。
最终,假定猫的前半身会顺秒针旋转,这么后半身则会逆秒针旋转。两部份形成的角动量总和会一直保持不变,以维持整体的角动量守恒。猫接着通过颈部和腰部不同的扭转,可以改变前后身体部份的转动力矩。比如,当猫弯曲前身时,其转动力矩降低,因而旋转速率降低;后身的转动惯量则减小,旋转速率降低。
当猫的前半身旋转到合适的位置后,它会迅速恢复原状,因而停止旋转。而后半身也会进行相同的操作。因为前后身体的协同作用,猫的整个身感受调整到适当的方向。
其实,最后还要加上猫大腿弹跳能力。猫的背部关节灵活,当紧靠地面时,猫可以使用手臂弹跳来缓解落地冲击。
据悉,猫跌落会背部落地和其自身的身体构造及快速的反应能力也有关。喜欢撸猫的人越来越多,而仓鼠深受喜爱的缘由之一就是它们具有特别厚实的身体,撸上去舒服解压。猫的脊椎上的肋条数目要比人多五块,因而保证了它在高空旋转时才能愈发灵活的晃动身体来调整增长的坐姿。
同时,猫的反应十分快,由于猫的反射神经非常发达,在下落的早期,猫能够感知并判定自身的方位,借助其发达的神经反射实现在空中翻转时的复位反射,即身体处于非正常状态时拿来恢复正常体位的反射行为。以上均保证了猫落地时的坐姿及落地的安全性。

前面这一大堆看不太明白也不要紧,虽然我们铲屎的只要晓得猫主子特别厉害、特别厉害、超级厉害就行啦……
仓鼠还有些技能则很容易听懂,咱也可以了解一二。
猫还有什么特殊的技能?
强悍的听力
仓鼠被人熟知的一项技能便是捉老鼠。这项技能离不开其强悍的听力。猫眼睛内的胸肌数目是人的五倍之多且结构组成复杂。猫能看到的声波范围是人的三倍,能看到人类不能看到的超声波和次声波。同时,它们的收音能力非常强悍,虽然远处传来的声音也能被它们确切定位。因而,即使老鼠在很远的位置,也能被猫精准的捕获到。
强悍的夜视功能
在黑天,我们会发觉猫的耳朵又大又亮。因为猫耳朵内部的构造,它们具有强悍的夜视功能。眼珠内部影响视觉的为光体会体。光体会体主要由视锥细胞与视杆细胞组成。其中,视锥细胞决定了亮光条件下的视觉。视杆细胞决定了黑暗条件下的视觉。猫的视杆细胞与视锥细胞的比列是人类的六倍多,因而猫的夜视功能更加大大。
没想到吧,猫竟然有如此多的独门绝活!顺便说一句,健康的普通成年家猫,跳远车速都可以达到40km/h以上,都能和飞人博尔特赛个跑了!
