Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ
Как вы думаете, почему кошки всегда приземляются на четыре лапы? Ученые считали, что усатые нарушают законы физики, а разгадать эту загадку помог фотоаппарат. Автор познавательного ролика для канала Vox вспоминает как это было.
Это первая кошка, попавшая на фото, а бросают ее, чтобы ответить на вопрос из области физики: почему коты всегда приземляются на лапы? Он сводил с ума ученых 19-го века, пока один из них не догадался использовать неожиданный инструмент — фотоаппарат.
Этьен-Жюль Маре был одержимым ученым и изобретателем, анализировавшим природу движения предметов. Эксперименты с фотографией он начал в то время, когда эту технику использовали в основном для документирования статичных объектов, тогда как его целью было запечатлеть движение. И делал он это с опорой на основной принцип фотографии: подвергая светочувствительный материал воздействию света.
Профессор Марта Браун из Университета Райерсона: Для своих целей он изобрел специальный диск со слотами.
Управляя светом во время движения объекта в кадре, Маре смог записать движение на стеклянную пластинку.
Марта Браун: По факту, все, что он делает, — это периодически блокирует свет. Прорезь на диске сначала открывается, затем наступает темнота, и человек движется. И так по кругу.
Данный метод называется хронофотографией, и его результаты показывают то, чего человеческому глазу никогда не увидеть: отдельные стадии движения. Пару лет спустя компания "Кодак" представила целлулоидную пленку, и Маре кардинально переосмыслил свой фотоаппарат со слотами. Вместо стеклянной пластинки он поставил рулон кассетной пленки, который перемещался между экспозициями.
Марта Браун: Свет – снимок – темнота – снимок – свет – темнота. Получилась настоящая кинокамера.
Маре снял множество фильмов в исследовательских целях и даже пробовал бросать с высоты других животных, чтобы понять, приземляются ли они на лапы. Например, кролика и курицу. Но вернемся к кошке. Создается ощущение, что она способна перевернуться в воздухе, предварительно ни от чего не отталкиваясь, что противоречит закону сохранения момента количества движения. Звучит жутко, но слушайте дальше. Один из законов движения Ньютона гласит, что объект в движении не может просто остановиться в отсутствие приложенной к нему противоположной силы. Иными словами, нельзя просто изменить направление движения в воздухе, как делает Хитрый Койот из мультфильма "Луни Тьюнз". Однако со стороны переворот кошки выглядит именно так. Многие решили, что кот "жульничает", отталкиваясь от рук держащего его человека, но благодаря снимкам Маре все стало на свои места. Первые несколько кадров показывают, что кот начинает вращения не с толчка, а с выгибания спины.
Фил Кестен, доцент кафедры физики в университете Санта-клараа: Выгнув спину, он как бы делит туловище на две автономно функционирующие части: переднюю и заднюю.
Обращали внимание на то, как фигуристы поджимают руки, чтобы вращаться быстрее? Здесь тот же механизм. В начале падения кошка поджимает передние лапы, а задние оставляет вытянутыми, чтобы передняя часть тела вращалась быстрее, а задняя оставалась относительно неподвижной. На полпути происходит обратное: передние лапы вытянуты, а задние поджаты, чтобы перевернуть другую часть тела.
Фил Кестен: Заметьте, что к моменту приземления кошка максимально выпрямляет все четыре лапы, что может указывать на намерение замедлить вращение. Итак, кошка перевернулась, но не вся разом: каждая часть тела работает независимо от второй и отзеркаливает ее.
Кот использует инерцию собственного веса для разворота каждой части, причем они уравновешивают друг друга, поскольку происходят по отдельности и в противоположных направлениях. Выходит, закон Ньютона не нарушается.
Маре опубликовал свои открытия в журнале "Nature" в 1894 году, став первым, кто решил задачу падающей кошки. Его работы остаются ранним примером использования фотографии для научных открытий.
Марта Браун: Как искусство фотографии помогает науке? Оно дает возможность запечатлеть определенный момент для последующего анализа, а также возможностью поделиться с другими. Маре удалось показать то, чего люди никогда не смогли бы увидеть невооруженным глазом.