Введение
Способность кошек приземляться на ноги
Рефлекс выпрямления у кошек – это врожденная способность кошки ориентироваться в падении, чтобы приземлиться на лапы. Этот рефлекс начинает проявляться в возрасте 3–4 недель и полностью формируется к 6–9 неделям. Кошки способны на это благодаря необычайно гибкому позвоночнику и отсутствию функциональной ключицы. Хвост, по-видимому, играет роль в этом процессе, но кошки без хвоста также обладают этой способностью, поскольку поворачиваются в основном за счет движения лап и скручивания позвоночника в определенной последовательности.
Техника
После определения ориентации в пространстве визуально или с помощью вестибулярного аппарата (во внутреннем ухе), кошки умудряются поворачиваться лицом вниз, не изменяя свой общий угловой момент. Они достигают этого, выполняя следующие шаги: сгибаются в середине, так чтобы передняя часть тела вращалась вокруг оси, отличной от оси вращения задней части. Поджимают передние лапы, чтобы уменьшить момент инерции передней части тела, и вытягивают задние лапы, чтобы увеличить момент инерции задней части тела, позволяя передней части тела повернуться на 90°, в то время как задняя часть поворачивается в противоположном направлении лишь на 10°. Вытягивают передние лапы и поджимают задние, чтобы продолжить вращение задней части тела, одновременно уменьшая вращение передней части в противоположном направлении. В зависимости от гибкости кошки и наличия начального углового момента, кошке может потребоваться повторить шаги два и три несколько раз, чтобы завершить полный поворот на 180°.
Bend in the middle so that the front half of their body rotates about a different axis from the rear half. Tuck their front legs in to reduce the moment of inertia of the front half of their body and extend their rear legs to increase the moment of inertia of the rear half of their body so that they can rotate their front by as much as 90° while the rear half rotates in the opposite direction as little as 10°. Extend their front legs and tuck their rear legs so that they can rotate their rear half further while their front half rotates in the opposite direction less. Depending on the cat's flexibility and initial angular momentum, if any, the cat may need to perform steps two and three repeatedly to complete a full 180° rotation.
Конечная скорость
Помимо рефлекса выпрямления, у кошек есть и другие особенности, которые снижают ущерб от падения. Их небольшой размер, легкое строение костей и густая шерсть уменьшают их конечную скорость. Во время падения кошка расправляет тело, чтобы увеличить сопротивление воздуха. Кошка среднего размера с вытянутыми конечностями достигает конечной скорости примерно , что составляет около половины от конечной скорости человека среднего размера, которая достигает примерно . Исследование 2003 года, посвященное синдрому кошачьих высот, показало, что кошки "ориентируют конечности горизонтально после достижения максимальной скорости, чтобы удар распределялся более равномерно по всему телу".
Травма
Благодаря рефлексу выпрямления, кошки часто приземляются без травм. Однако это не всегда так, поскольку кошки всё же могут сломать кости или погибнуть при падении с большой высоты. В 1987 году в журнале "Journal of the American Veterinary Medical Association" было опубликовано исследование, в котором изучались 132 кошки, доставленные в Нью-Йоркский ветеринарно-медицинский центр после падения с зданий. Было установлено, что количество травм на кошку увеличивалось с увеличением высоты до семи этажей, после чего начинало снижаться. Одна кошка упала с 40 этажей, не получив повреждений, предположительно отскочив от навеса и приземлившись в цветочный горшок. Авторы исследования предположили, что после падения с пяти этажей кошки достигают терминальной скорости, после чего расслабляются и раскидывают тело, чтобы увеличить сопротивление воздуха. Однако критики исследования поставили под сомнение вывод о том, что смертность снижается с увеличением высоты, указывая на предвзятость выживших: падения, приведшие к мгновенной смерти, не учитывались, так как мёртвых кошек не доставляют к ветеринару.