为什么猫在空中也可以自由转身？ _为什么

【为什么猫在空中也可以自由转身？】猫落到空中时，首先把整个身体向中间弯曲，然后把脊椎向各个方向弯曲。这个不同方向的力量聚集在一起，使猫的前半部分反转180 。由于前腰的力量，猫的后半身会产生一个和它的方向和大小完全相反的力矩，在这个力的作用下，猫的身体会被整个牵拉，变成四个直线。

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淘气的孩子抓住猫拿在手里，想把猫扔下去，被扔给了“大马” 。猫背朝下，脸朝上挣扎，似乎意识到危险临近了。孩子们一松手，猫灵巧地、快速地在空中翻来覆去，四只脚牢牢地掉在地上。完好无损的猫悠闲地走了，其余的孩子都呆住了，还不知道发生了什么。
这个有趣的场景是很多人在日常生活中相遇，即使从非常高的地方掉下来，猫通常也不会摔死或受伤。这是因为它可以在空中自主快速转动身体，实现四足鼎立，大大缓冲了从空中坠落引起的重力。另外，猫一般在翻转身体后，伸展四肢进行伸展。这也使空气阻力最大化，缓冲下降的力、速度。因此，即使误从高处掉下来，猫通常也不会死。所以人们认为“猫有九条命” 。如果换成狗或其他动物，由于没有猫的独特技能，往往无法幸免于难。
1984年，法国科学家马雷通过专业设备首次拍摄了猫从空中着陆的过程。并通过专门的测速设备准确分析了这个过程，发现猫在着陆过程中翻转身体的速度非常快，只需要1/8秒就能完成。

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在这短暂的时间里，猫是如何在空中自由回头的呢？通常，当我们被某种外力或外在物体支撑时，很容易自由地转向。但是，猫在空中自由着陆时，不能借助任何外力。从物理学上讲，此时猫的运动没有外部力矩。猫想要自己出力实现转弯，只能是相反的力量。也就是说，想要顺时针转动猫的半身，下半身必须产生逆时针的力。这样，猫在理论上可以自由地回头。但根据理论，实际上，猫从来没有把自己放在一起。也就是说，上述假设不成立。
20世纪60年代，新的假说开始出现。当时，提出“转动尾巴”假说的是(旧)苏联力学专家罗杰斯斯基。他认为，不是猫通过扭转身体形成力矩，而是由于自己尾巴产生的反作用力，尾巴在空中突然旋转会产生空气阻力。这种空气阻力帮助猫的身体向相反的方向翻转。这样，猫就能在空中自由地回头。
这个理论看起来比较合理。因为飞机通过螺旋桨的高速旋转向前飞行。而在现实生活中，猫的尾巴确实又长又灵活，能起到一定的作用。
但是很快，这个假设也被推翻了。英国生理学家麦克舰在寻找几只天生没有尾巴的猫进行实验后发现，即使没有尾巴，也可以在空中自由改变方向。也不再攻击“转动尾巴”的假设。
“弯曲脊椎”理论与“转动尾巴”假说相似。该理论提出，猫落到空中时，首先全身向中间弯曲，然后脊椎开始向各个方向弯曲，这个各个方向的力聚集在一起，最终可以使猫的前半部分翻转180 。此时，在前弯的力的作用下，猫的后半身自然产生了与该力方向和大小完全相反的力矩，在该力矩的力的作用下，猫的身体可以被整个牵拉，四脚朝向地面。
为了验证这个“弯曲脊椎”的假设是否合理，1969年，美国力学教授凯恩进行了特别实验。他找到了死猫，把身体分成14个，测量了各自的质量，把这些数据输入了计算机。然后，他用“弯曲脊椎”理论的数学模型，用计算机程序进行运算，用计算机模拟技术对动作结果进行画面模拟。最终输出的图表显示，猫的前半周反转一周后，由于该反转产生的力，整体向相反方向旋转，最终可以旋转180 。这个动作的结果与马雷用高速相机拍摄的猫在掉落中实际转身的影像完全一致。因此，“弯曲脊椎”开始成为目前公认的唯一能合理解释猫为什么能在空中旋转的理论。
当然，除了可以“弯曲脊椎”，猫之所以能在空中自由转弯，是因为猫的身体小，重力轻。另外，在掉落过程中，猫可以充分伸展四肢，因此表面积大，产生更多阻力。人从空中落下的最高时速为210km，猫只有100km 。从这个观点来看，即使人像猫一样学会了“弯曲脊椎”、充分伸展四肢，也不能保证不会摔死、受伤。