Cascadeur: Masalah Kucing yang Jatuh

Semua orang tahu bahwa kucing selalu mendarat dengan 4 kaki, tidak peduli bagaimana ia dilemparkan. Pertanyaan ini telah lama diduduki oleh fisikawan, dan beberapa model telah diajukan untuk bagaimana kucing ini berhasil. Semua model ini merupakan perkiraan dan biasanya terbatas pada silinder. Namun, tim di program animasi fisika berbasis Cascadeur mencoba untuk mensimulasikan kucing flip pada model fisik yang lebih rinci.

Fisikawan terbiasa berpikir bahwa kucing dapat menghitung rotasi di muka dan pada awal musim gugur berhasil mendorong dengan benar, memperoleh momentum sudut awal. Tetapi percobaan menunjukkan bahwa bahkan jika kucing ditangguhkan oleh cakar pada tali, dan kemudian memotongnya dengan tajam, kucing masih berhasil berguling.

Rupanya, ini adalah refleks khusus pada kucing - mereka secara tidak sadar membuat gerakan yang benar ketika mereka kehilangan dukungan dan berorientasi pada ruang yang salah. Benar, dalam gravitasi nol refleks ini memberikan kesalahan :) Tetapi bahkan dalam gravitasi nol jelas bahwa kucing dapat mengubah orientasi mereka di ruang angkasa dengan gerakan mereka.

Kami memutuskan untuk mencoba memainkan trik kucing ini di Cascadeur. Model fisik kucing kami memungkinkan kami mensimulasikan gerakannya dengan cukup detail.



Masalah utama dengan membalikkan kucing adalah bahwa tanpa titik pivot, kucing tidak dapat mengubah momentum sudutnya . Jika awalnya momentum sudutnya nol, maka akan tetap nol lebih jauh.

Kami dulu berpikir bahwa kucing berputar dengan mengorbankan ekor - mereka memutar ekor ke satu arah, dan karena ini, tubuh berputar ke arah yang berlawanan, menjaga momentum sudut total nol. Ini adalah ide yang logis, tetapi tampaknya satu ekor tidak cukup - video percobaan nyata menunjukkan bahwa kucing melakukan sesuatu yang lebih rumit. Apalagi kucing bisa berguling tanpa ekor sama sekali.

Ternyata fisikawan di waktu yang berbeda menawarkan solusi berbeda untuk masalah ini.

Sebagai contoh, pada tahun 1894, L. Lekorn mengusulkan model di mana seekor kucing terdiri dari dua silinder yang berputar pada sudut satu sama lain. Ini hampir tidak diperhatikan oleh komunitas ilmiah, tetapi kemudian ide ini pada tahun 1935 dikembangkan oleh peneliti Belanda Rademaker dan Braque.

Dalam percobaan, terlihat bahwa kucing menekuk batang tubuh di tengah. Anda dapat membayangkan bagian depan dan belakang dari tubuh kucing sebagai dua silinder yang dapat berputar di sepanjang kapak mereka. Jika ada sudut antara sumbu-sumbu silinder, kemudian memutarnya sepanjang sumbu mereka akan membuat rotasi kompensasi umum dalam arah yang berlawanan sehingga total momentum sudut tetap nol.

Kami mencoba mereproduksi ini dengan kucing bertaring tajam kami di Cascadeur.



Tetapi tidak peduli bagaimana kita menekuk tubuh, kita tidak bisa mencapai putaran 180 derajat. Untuk satu gerakan seperti itu, kucing memutar maksimal 120 derajat.Kita sampai pada kesimpulan bahwa gerakan ini saja tidak cukup.

Juga populer di kalangan fisikawan adalah model yang diusulkan oleh M. Guillau, dengan mempertimbangkan pengetatan cakar. Jika Anda pertama kali menekan kaki depan, rentangkan kaki belakang, dan putar bagian depan tubuh sepanjang sumbu relatif terhadap setengah bagian belakang, maka karena perbedaan momen inersia, bagian depan akan berputar lebih dari bagian belakang akan berputar ke arah yang berlawanan. Setelah ini, adalah mungkin untuk mengencangkan kaki belakang, memperpanjang kaki depan, dan memutar bagian belakang tubuh relatif ke depan, kembali ke keadaan awal, kemudian bagian belakang akan berubah lebih besar dari depan, dan posisi akhir kucing akan diputar, terlepas dari kenyataan bahwa momentum sudut total selalu tetap nol .

Model ini tampaknya logis, tetapi pertanyaan penting tetap: mengapa kucing biasanya hanya merentangkan satu kaki depan dan satu kaki belakang, meskipun akan lebih menguntungkan jika meregangkan dua kaki depan dan kemudian dua kaki belakang sekaligus?

Dengan hati-hati mempelajari video, kami memperhatikan bahwa kucing tidak hanya mengulurkan satu kaki depan dan satu kaki belakang, tetapi mengocoknya ke arah yang berlawanan.

Model fisik kami lebih detail daripada hanya dua padatan. Di dalamnya Anda dapat mereproduksi gerakan kompleks cakar.

Setelah bereksperimen dengan cakar menyapu ini, kami menerima kontribusi kuat yang tak terduga dari gerakan cakar ini untuk pergolakan kucing. Jika Anda menggunakan pembengkokan tubuh dan cakar menyapu, maka ini cukup bagi kucing untuk berbalik 180 derajat atau lebih.







Dalam percobaan, kami hampir tidak menggunakan ekornya, karena kucing bertaring tajam kami memiliki ekor yang sangat kecil. Tetapi dalam hidup, kucing sedikit menggerakkan kakinya sedikit dan sedikit menekuk tubuhnya, dan mereka benar-benar memberikan bagian dari kudeta dengan ekor mereka.

Secara total, kami sampai pada kesimpulan bahwa kucing menggunakan beberapa prinsip sekaligus. Tikungan tubuh memiliki kontribusi terbesar, di tempat kedua kontribusi menyapu oleh cakar, dan ekor juga membantu.

Mungkin eksperimen kami tidak tertarik pada karya ilmiah, tetapi kami harap Anda tertarik dan lebih memahami bagaimana kucing berhasil dalam trik ini. Kami akan dengan senang hati menjawab pertanyaan di komentar.

Pelajari lebih lanjut tentang Cascadeur:

Cascadeur: Masa Depan Animasi Game
Cascadeur: Memprediksi Posisi Karakter oleh Enam Poin

Tim Banzai Games membutuhkan Pengembang Persatuan Senior. Baca lebih lanjut tentang lowongan di sini .