कैस्केडूर: द फॉलिंग कैट की समस्या

हर कोई जानता है कि एक बिल्ली हमेशा 4 पैरों पर रहती है, चाहे वह कैसे भी फेंकी हो। यह सवाल लंबे समय से भौतिकविदों द्वारा कब्जा कर लिया गया है, और इस बिल्ली के सफल होने के कई मॉडल प्रस्तावित किए गए हैं। ये सभी मॉडल अनुमानित हैं और आमतौर पर सिलेंडर तक सीमित हैं। हालांकि, कैस्केडुर के भौतिकी-आधारित एनीमेशन कार्यक्रम में टीम ने एक अधिक विस्तृत भौतिक मॉडल पर एक बिल्ली के फ्लिप को अनुकरण करने की कोशिश की।

भौतिक विज्ञानी सोचते थे कि एक बिल्ली अपने रोटेशन की गणना पहले से कर सकती है और, गिरावट की शुरुआत में, प्रारंभिक कोणीय गति को प्राप्त करते हुए, सही ढंग से पुश करने का प्रबंधन करती है। लेकिन प्रयोगों से पता चला कि अगर बिल्ली को रस्सियों पर पंजे द्वारा निलंबित कर दिया जाता है, और फिर उन्हें तेजी से काट दिया जाता है, तो बिल्ली अभी भी लुढ़कती है।

जाहिरा तौर पर, यह बिल्लियों में एक विशेष पलटा है - वे अनजाने में सही आंदोलन करते हैं जब वे समर्थन खो देते हैं और अंतरिक्ष में गलत तरीके से उन्मुख होते हैं। सच है, शून्य गुरुत्वाकर्षण में यह पलटा एक गड़बड़ देता है :) लेकिन शून्य गुरुत्वाकर्षण में भी यह स्पष्ट है कि बिल्लियां अपने आंदोलनों के साथ अंतरिक्ष में अपने अभिविन्यास को बदल सकती हैं।

हमने कैस्केडूर में इस बिल्ली की चाल को खेलने का प्रयास करने का फैसला किया। एक बिल्ली का हमारा भौतिक मॉडल हमें उसके आंदोलन को पर्याप्त रूप से अनुकरण करने की अनुमति देता है।



घूमने वाली बिल्लियों के साथ मुख्य समस्या यह है कि धुरी बिंदुओं के बिना, बिल्ली अपने कोणीय गति को नहीं बदल सकती है । यदि शुरू में कोणीय गति शून्य है, तो यह आगे शून्य रहेगा।

हम सोचते थे कि बिल्लियां पूंछ की कीमत पर मुड़ रही हैं - वे पूंछ को एक दिशा में मोड़ते हैं, और इस वजह से, शरीर कुल कोणीय गति शून्य रखते हुए, विपरीत दिशा में घूमता है। यह एक तार्किक विचार है, लेकिन ऐसा लगता है कि एक पूंछ पर्याप्त नहीं है - वास्तविक प्रयोगों के वीडियो बताते हैं कि बिल्लियां कुछ अधिक जटिल करती हैं। इसके अलावा, एक बिल्ली एक पूंछ के बिना बिल्कुल भी लुढ़क सकती है।

यह पता चला है कि भौतिकविदों ने अलग-अलग समय पर इस समस्या के विभिन्न समाधान पेश किए।

उदाहरण के लिए, 1894 में, एल लेकोर्न ने एक मॉडल का प्रस्ताव रखा जिसमें एक बिल्ली में दो सिलेंडर होते हैं जो एक दूसरे से एक कोण पर घूमते हैं। यह वैज्ञानिक समुदाय द्वारा शायद ही देखा गया था, लेकिन बाद में 1935 में इस विचार को डच शोधकर्ताओं रेडमेकर और ब्रैक द्वारा विकसित किया गया था।

प्रयोगों में, यह ध्यान देने योग्य है कि बिल्ली धड़ को बीच में झुका देती है। आप एक बिल्ली के शरीर के सामने और पीछे के हिस्सों की कल्पना कर सकते हैं क्योंकि दो सिलेंडर हैं जो उनकी कुल्हाड़ियों के साथ घूम सकते हैं। यदि सिलिंडर की कुल्हाड़ियों के बीच एक कोण है, तो उन्हें अपनी कुल्हाड़ियों के साथ मोड़कर विपरीत दिशा में एक सामान्य मुआवजा रोटेशन पैदा होगा ताकि कुल कोणीय गति शून्य बनी रहे।

हमने कैस्केडूर में अपनी कृपाण-दांतेदार बिल्ली के साथ इसे फिर से बनाने की कोशिश की।



लेकिन कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम शरीर को कैसे झुकाते हैं, हम 180 डिग्री का मोड़ हासिल नहीं कर सकते। इस तरह के एक आंदोलन के लिए, बिल्ली ने अधिकतम 120 डिग्री क्रैंक किया। हम इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि यह आंदोलन अकेले पर्याप्त नहीं है।

भौतिकविदों के बीच भी लोकप्रिय एम। गुइलाऊ द्वारा प्रस्तावित मॉडल है, जो पंजे के कसने को ध्यान में रखता है। यदि आप पहले सामने वाले पैरों को दबाते हैं, तो पीछे के पैरों को बढ़ाएं, और पीछे के आधे हिस्से के सापेक्ष धुरी के साथ शरीर के सामने के आधे हिस्से को घुमाएं, फिर जड़ता के क्षणों में अंतर के कारण, सामने का आधा मोड़ से अधिक हो जाएगा और पीछे का आधा हिस्सा विपरीत दिशा में मुड़ जाएगा। उसके बाद, हिंद पैरों को कसने, सामने के पैरों का विस्तार करना और सामने के सापेक्ष शरीर के पीछे के आधे हिस्से को घुमाना संभव है, फिर प्रारंभिक स्थिति में वापस आ जाएगा, फिर पीछे का आधा हिस्सा सामने से अधिक हो जाएगा, और बिल्ली की अंतिम स्थिति को घुमाया जाएगा, इस तथ्य के बावजूद कि कुल कोणीय गति हमेशा शून्य बनी हुई है। ।

यह मॉडल तर्कसंगत लगता है, लेकिन महत्वपूर्ण सवाल यह है: एक बिल्ली आमतौर पर केवल एक सामने और एक हिंद पैरों को क्यों खींचती है, हालांकि दो सामने वाले पैरों और फिर दो हिंद पैरों को एक साथ खींचना अधिक लाभदायक होगा?

ध्यान से वीडियो का अध्ययन करते हुए, हमने देखा कि बिल्ली सिर्फ एक सामने के पंजे और एक हिंद पंजे को नहीं खींचती है, लेकिन उन्हें विपरीत दिशाओं में रेक करती है।

हमारा भौतिक मॉडल सिर्फ दो ठोस पदार्थों की तुलना में अधिक विस्तृत है। इसमें आप पंजे के जटिल आंदोलन को पुन: उत्पन्न कर सकते हैं।

पंजे के इस प्रकीर्णन के साथ प्रयोग करने के बाद, हमें बिल्ली के तख्तापलट में पंजे के इस आंदोलन का अप्रत्याशित रूप से मजबूत योगदान मिला। यदि आप शरीर को झुकाने वाले पंजे के पंजे का उपयोग करते हैं, तो यह बिल्ली के लिए 180 डिग्री या उससे अधिक घूमने के लिए पर्याप्त है।







प्रयोग में, हमने लगभग पूंछ का उपयोग नहीं किया, क्योंकि हमारी कृपाण-दांतेदार बिल्ली की पूंछ बहुत छोटी है। लेकिन जीवन में, बिल्लियों अपने पैरों को थोड़ा कम रगड़ती हैं और शरीर को कम झुकती हैं, और वे वास्तव में अपनी पूंछ के साथ तख्तापलट का हिस्सा प्रदान करते हैं।

कुल मिलाकर, हम इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि बिल्लियाँ एक साथ कई सिद्धांतों का उपयोग करती हैं। शरीर के मोड़ में सबसे बड़ा योगदान होता है, योगदान में दूसरे स्थान पर पंजे द्वारा रेकिंग होती है, और पूंछ भी मदद करती है।

हो सकता है कि हमारे प्रयोग वैज्ञानिक कार्यों के लिए तैयार न हों, लेकिन हम आशा करते हैं कि आप रुचि रखते थे और आप बेहतर तरीके से समझते हैं कि इस चाल में बिल्ली कैसे सफल होती है। हमें टिप्पणियों में प्रश्नों का उत्तर देने में खुशी होगी।

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