Cascadeur: Le problème du chat qui tombe

Tout le monde sait qu'un chat atterrit toujours sur 4 pattes, peu importe comment il est lancé. Cette question est depuis longtemps occupée par les physiciens, et plusieurs modèles ont été proposés pour la réussite de ce chat. Tous ces modèles sont approximatifs et sont généralement limités aux cylindres. Cependant, l'équipe du programme d'animation basé sur la physique de Cascadeur a essayé de simuler un retournement de chat sur un modèle physique plus détaillé.

Les physiciens pensaient qu'un chat peut calculer sa rotation à l'avance et, au début d'une chute, parvient à pousser correctement, acquérant la quantité de mouvement angulaire initiale. Mais les expériences ont montré que même si le chat est suspendu par les pattes des cordes, puis les coupe brusquement, le chat parvient toujours à se retourner.

Apparemment, c'est un réflexe spécial chez les chats - ils font inconsciemment le bon mouvement lorsqu'ils perdent leur soutien et sont mal orientés dans l'espace. Certes, en gravité zéro, ce réflexe donne un petit problème :) Mais même en gravité zéro, il est clair que les chats peuvent changer leur orientation dans l'espace avec leurs mouvements.

Nous avons décidé d'essayer de jouer ce tour de chat dans Cascadeur. Notre modèle physique de chat nous permet de simuler son mouvement avec suffisamment de détails.



Le principal problème avec le retournement des chats est que sans points de pivot, le chat ne peut pas changer son élan angulaire . Si initialement la quantité de mouvement angulaire est nulle, elle restera encore nulle.

Nous pensions que les chats tournent au détriment de la queue - ils tordent la queue dans une direction, et à cause de cela, le corps tourne dans la direction opposée, gardant le moment angulaire total nul. C'est une idée logique, mais il semble qu'une seule queue ne suffit pas - des vidéos de vraies expériences montrent que les chats font quelque chose de plus compliqué. De plus, un chat peut se retourner sans queue du tout.

Il s'avère que les physiciens à différents moments ont proposé différentes solutions à ce problème.

Par exemple, en 1894, L. Lekorn a proposé un modèle dans lequel un chat se compose de deux cylindres qui tournent à un angle l'un de l'autre. Cela n'a pas été remarqué par la communauté scientifique, mais plus tard, cette idée en 1935 a été développée par les chercheurs néerlandais Rademaker et Braque.

Dans les expériences, il est à noter que le chat plie le torse au milieu. Vous pouvez imaginer les moitiés avant et arrière du corps d'un chat comme deux cylindres qui peuvent tourner le long de leurs axes. S'il y a un angle entre les axes des cylindres, les tourner le long de leurs axes créera une rotation de compensation générale dans la direction opposée de sorte que le moment angulaire total reste nul.

Nous avons essayé de reproduire cela avec notre chat à dents de sabre en Cascadeur.



Mais peu importe comment nous plions le corps, nous ne pouvions pas réaliser un virage à 180 degrés. Pour un de ces mouvements, le chat a fait un maximum de 120 degrés. Nous sommes arrivés à la conclusion que ce mouvement seul ne suffit pas.

Le modèle proposé par M. Guillau, qui tient compte du resserrement des pattes, est également populaire parmi les physiciens. Si vous appuyez d'abord sur les pattes avant, étendez les pattes arrière et tournez la moitié avant du corps le long de l'axe par rapport à la moitié arrière, puis en raison de la différence dans les moments d'inertie, la moitié avant tournera plus que la moitié arrière ne tournera dans la direction opposée. Après cela, il est possible de resserrer les pattes arrière, d'étendre les pattes avant et de faire pivoter la moitié arrière du corps par rapport à l'avant, revenant à l'état initial, puis la moitié arrière tournera plus que l'avant, et la position finale du chat sera tournée, malgré le fait que la quantité de mouvement angulaire totale soit toujours restée nulle .

Ce modèle semble logique, mais la question importante demeure: pourquoi un chat n'étire généralement qu'un seul avant et un arrière, alors qu'il serait plus rentable d'étirer deux avant et ensuite deux pattes à la fois?

En étudiant attentivement la vidéo, nous avons remarqué que le chat n'allonge pas seulement une patte avant et une patte arrière, mais les ratisse dans des directions opposées.

Notre modèle physique est plus détaillé que deux solides. Vous pouvez y reproduire le mouvement complexe des pattes.

Après avoir expérimenté ce ratissage des pattes, nous avons reçu une contribution inattendue de ce mouvement des pattes au bouleversement du chat. Si vous utilisez la flexion du corps et le ratissage des pattes, cela suffit pour que le chat tourne autour de 180 degrés ou plus.







Dans l'expérience, nous n'avons presque pas utilisé la queue, car notre chat à dents de sabre a une très petite queue. Mais dans la vie, les chats ratissent un peu moins les pieds et plient moins le corps, et ils fournissent vraiment une partie du coup avec leur queue.

Au total, nous sommes arrivés à la conclusion que les chats utilisent plusieurs principes à la fois. Le coude du corps a la plus grande contribution, en deuxième position dans la contribution est le ratissage par les pattes, et la queue aide également.

Peut-être que nos expériences ne sont pas attirées par le travail scientifique, mais nous espérons que vous étiez intéressé et que vous comprenez mieux comment le chat réussit dans cette astuce. Nous serons heureux de répondre aux questions dans les commentaires.

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