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趣味物理:猫在自由下落中的翻身与角动量守恒

趣味物理:猫在自由下落中的翻身与角动量守恒

这是个看上去很简单,但至今仍未有确切定论的问题。
让一只猫四脚朝天的下落,它总能在落地前翻身180度,变成四脚着地的安全姿势着陆。
这个现象曾经(甚至至今)令物理界困惑,猫在自由下落过程中唯一受到的外力便是重力,而重力对猫的质心没有力矩,那么它如何获得这180度的角位移?
历史上,此问题有多种不同解释,人们很早就意识到猫此时不能当作一个刚体来看待,而应该当作一个多刚体系统。最早出现的是尾巴反向转动论,意为猫尾反向转动以使猫身获得正向的角速度,但因猫尾猫身质量相差悬殊而告失败,而且,有人用割去尾巴的猫做实验,仍能翻身。
其后又出现了双轴转动解释,意为猫先躬身,使前半身和后半身几乎成90角,然后先旋转前半身,因前半身对自身轴转动惯量小,而后半身对该轴转动惯量大,所以前半身的旋转不会对后半身造成明显影响,然后再旋转后半身,同理后半身转动也不会对前半身造成明显影响。
后来有人对猫的下落进行高速摄影,并没有发现双轴转动现象,此解释也告失败。
最新的解释由美国的凯恩给出,它用双圆柱模型对猫物理建模,并列出微分方程,计算机做数值模拟,较好的展示了猫如何获得180角位移的过程。
但这也并不是最终的解释,此问题的研究仍在继续...你也可以提出你的见解!      

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轻轻的...我来也...      

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俺要是能解释也早成物理学专家了!      

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引用:
原帖由 小小丽 于 2008-2-12 22:57 发表
轻轻的...我来也...
小小~~~ 新年好!      
林子大了,什么鸟都有......

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首先:猫不是刚体。
其次:猫高空落地不是纯物理运动,包含了生物运动。
最后:不要小看了脯乳动物的耳蜗,那可是小陀螺仪。      
林子大了,什么鸟都有......

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小小一来,就出了个难题。不过难不到我:要知道猫为什么总能4脚着地吗?其实,这应该和有些人能够左脚点右脚,就可以再跳的高一点一样,是高手嘛

其实,每个篮球运动员,都能象猫一样保持平衡。重力是力,人的肌肉运动也是一种力,在两者作用下,调整落地姿态就成。(在失重情况下,把手和脚移动到身体的大多数部位是成立的。调整姿态,并不依靠重力。因为有重力,所以够快就行。)

[ 本帖最后由 老水鱼 于 2008-2-13 14:00 编辑 ]      
看贴顶帖凑热闹

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上帝给了猫能翻身的本领.



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猫咪该倒霉了,大家都去做实验去了?      
乘天地之正,而御六气之辩,以游无穷

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呵呵~~~
猫咪有九条命      
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