Возьми кошку. Переверни вверх ногами. Отпусти с высоты метра. Она приземлится на лапы. Каждый раз. Даже если ей завязать глаза.
Казалось бы - невозможно. Чтобы перевернуться в воздухе, нужно от чего-то оттолкнуться. В воздухе толкаться не от чего. Законы физики запрещают вращение без внешней силы. А кошка закон физики нарушает.
Или нет?
Кошка не нарушает физику - она её использует
Закон сохранения момента импульса говорит: если тело не вращается, оно не может начать вращаться без внешней силы. Но кошка делает хитрее - она вращает части тела относительно друг друга.
Вот что происходит за доли секунды. Кошка сгибается пополам - передняя и задняя часть тела становятся двумя отдельными «половинками». Она прижимает передние лапы к телу (уменьшает момент инерции верхней половины) и раскидывает задние (увеличивает момент инерции нижней). Поворачивает верхнюю половину - она крутится быстро, потому что лёгкая. Задняя еле двигается, потому что тяжёлая.
Потом наоборот: прижимает задние лапы, раскидывает передние - и доворачивает нижнюю половину.
Суммарный момент импульса - ноль. Закон не нарушен. Но кошка перевернулась. Гениально.
Скорость переворота
Весь манёвр занимает около 0,3 секунды. Кошке достаточно падать с высоты 30 сантиметров, чтобы успеть перевернуться. С метровой высоты она приземляется уже расслабленно и элегантно.
Впрочем, с очень большой высоты кошка тоже в порядке. Есть исследование ветеринаров Нью-Йорка: кошки, упавшие с 7-го этажа, травмируются чаще, чем упавшие с 20-го. Парадокс? Нет - на большой высоте кошка успевает расслабиться, расставить лапы как парашют и снизить скорость падения.
А вы знали?
Этот же принцип используют космонавты. На орбите нет точки опоры, но астронавты умеют разворачиваться, вращая руками и ногами асимметрично - точно как кошка. Физика невесомости и физика кошачьего переворота - одна и та же.
А инженеры создали «кошачий рефлекс» для спутников: гироскопы внутри спутника раскручиваются в одну сторону, а корпус поворачивается в другую. Никакого топлива - чистая физика вращения.
Что далее
Можно ли вскипятить воду снегом? Звучит абсурдно. Но Перельман описал эксперимент, в котором это работает. Завтра разберёмся.
У вас есть кошка? Наблюдали переворот вживую? Пишите в комментариях!
Если вы дочитали до конца - вам точно сюда. Подпишитесь, чтобы не потерять канал! Каждый день - одна задача, один фокус или один факт, всегда есть повод удивиться.
Читайте также:
Канал «А вы знали?» - задачи, фокусы и наука. Каждый день - повод удивиться.
#перельман #авызнали #задачиперельмана #физика #наука