Perché i gatti riescono a girarsi liberamente nell'aria?

Questo articolo si concentra sulla domanda "Perché i gatti riescono a girarsi liberamente nell'aria?" e illustra il fenomeno per cui i gatti possono girarsi rapidamente e atterrare sulle quattro zampe durante una caduta dall'alto. Viene inoltre descritto il processo di formulazione e confutazione della teoria della "coda che si gira", nonché i contenuti, le prove a sostegno e i principi correlati della teoria della "colonna vertebrale che si piega", attualmente riconosciuta come corretta.

Perché i gatti riescono a girarsi liberamente nell'aria?

I gatti che cadono da un'altezza elevata di solito non si fanno alcun danno, mentre i cani che cadono dalla stessa altezza finiscono o morti o feriti. Perché succede questo? Si scopre che i gatti, quando cadono dall'aria, sono in grado di capovolgersi rapidamente e atterrare sulle quattro zampe. La maggior parte degli altri animali non ha questa capacità, da cui la leggenda delle "nove vite dei gatti". Nel 1894, lo scienziato francese Marey fu il primo a filmare il processo di caduta dei gatti con una fotocamera ad alta velocità, dimostrando che i gatti girano nel cielo in appena 1/8 di secondo. Il fenomeno del gatto che si capovolge nell'aria è stato difficile da spiegare: non c'è alcun momento di forza esterna durante il movimento del gatto nell'aria. Se la metà anteriore del gatto ruotasse, la metà posteriore dovrebbe fare il contrario, e il corpo del gatto si torcerebbe. Negli anni '60, il meccanico sovietico Lozansky ha proposto la teoria della "coda che ruota", secondo cui il gatto ruota rapidamente la coda, facendo girare il proprio corpo nella direzione opposta. Questa teoria sembra plausibile, ma la coda del gatto è molto leggera e il corpo è pesante. La coda dovrebbe ruotare a migliaia di giri al minuto per consentire al gatto di capovolgersi in un lasso di tempo così breve. Sarebbe come se la coda diventasse un'elica! Curiosamente, nel 1960, il famoso fisiologo britannico Macdonald ha condotto un esperimento decisivo: ha testato dei gatti dell'Isola di Man nati senza coda e ha scoperto che questi gatti erano ancora in grado di girare con grande agilità nell'aria.

Esiste anche la teoria della "curva della colonna vertebrale", secondo cui il gatto, durante la caduta, prima piega il corpo al centro, poi piega la colonna vertebrale in varie direzioni, facendo ruotare la metà anteriore del corpo di 180°. In questo modo, la metà posteriore del corpo genera un momento di quantità di moto uguale e contrario, facendo capovolgere l'intero corpo del gatto. Nel 1969, il meccanico americano Kane ha utilizzato il modello matematico della teoria della "curva della colonna vertebrale" e programmi per computer per effettuare dei calcoli, che si sono rivelati perfettamente coerenti con quanto rilevato dalle fotocamere ad alta velocità. Attualmente, la teoria della "curva della colonna vertebrale" è riconosciuta come corretta. Puoi verificare di persona come la curva della colonna vertebrale influenzi la rotazione: prima, in piedi e mantenendo invariata la parte inferiore del corpo, scoprirai che una rotazione di circa 90° della parte superiore del corpo lo farà torcere rispetto alla parte inferiore. La seconda volta che pieghi la schiena (cioè curvi la colonna vertebrale), mantenendo una certa angolazione tra la parte superiore e quella inferiore del corpo, la parte superiore potrà ruotare molte volte attorno alla parte inferiore, proprio come quando si gioca con il cerchio. Durante la piegatura, tutte le parti della parte superiore del corpo ruotano in cerchio, ma il viso rimane sostanzialmente rivolto in avanti. Torniamo al problema del capovolgimento del gatto. Quando il gatto cade, piega la colonna vertebrale e la metà anteriore e quella posteriore del corpo non hanno un asse di rotazione comune, quindi durante il capovolgimento la metà anteriore e quella posteriore del corpo possono ruotare a qualsiasi angolazione senza torcersi. Il gatto piega la schiena durante la caduta e utilizza le quattro zampe e la coda per realizzare il capovolgimento nell'aria, una vera abilità salvavita, quindi la leggenda delle "nove vite dei gatti" ha un fondo di verità.