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趣味物理:猫在自由下落中的翻身与角动量守恒

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发表于 2008-1-4 21:44:03 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式 |          

这是个看上去很简单,但至今仍未有确切定论的问题。
让一只猫四脚朝天的下落,它总能在落地前翻身180度,变成四脚着地的安全姿势着陆。
这个现象曾经(甚至至今)令物理界困惑,猫在自由下落过程中唯一受到的外力便是重力,而重力对猫的质心没有力矩,那么它如何获得这180度的角位移?
历史上,此问题有多种不同解释,人们很早就意识到猫此时不能当作一个刚体来看待,而应该当作一个多刚体系统。最早出现的是尾巴反向转动论,意为猫尾反向转动以使猫身获得正向的角速度,但因猫尾猫身质量相差悬殊而告失败,而且,有人用割去尾巴的猫做实验,仍能翻身。
其后又出现了双轴转动解释,意为猫先躬身,使前半身和后半身几乎成90角,然后先旋转前半身,因前半身对自身轴转动惯量小,而后半身对该轴转动惯量大,所以前半身的旋转不会对后半身造成明显影响,然后再旋转后半身,同理后半身转动也不会对前半身造成明显影响。
后来有人对猫的下落进行高速摄影,并没有发现双轴转动现象,此解释也告失败。
最新的解释由美国的凯恩给出,它用双圆柱模型对猫物理建模,并列出微分方程,计算机做数值模拟,较好的展示了猫如何获得180角位移的过程。
但这也并不是最终的解释,此问题的研究仍在继续...你也可以提出你的见解!



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沙发
发表于 2008-1-4 21:45:31 | 只看该作者
等待楼下科学的答案。。。 [s:71]
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发表于 2008-1-4 21:46:14 | 只看该作者
[s:72] 其实是因为它反应比较快,如果你把它砸下去,100KM/s的速度,它就摔死了
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地板
发表于 2008-1-4 21:50:03 | 只看该作者
好狠。。。。 [s:71]
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发表于 2008-1-4 21:53:19 | 只看该作者
[s:26] 我很温柔的!
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发表于 2008-1-4 21:55:34 | 只看该作者
我只知道割猫尾巴的去西奈 [s:98] [s:98]
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看什么看 没看过论坛之星吗?... . ...

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发表于 2008-1-4 22:00:01 | 只看该作者
猫躬身的那个比较符合我的想法,但是我并不认为是双轴滚动,而是单轴滚动。猫躬身后,可以在空中自行伸展,并且四肢和尾巴可以自由摆动,以四肢和尾巴的导向将猫伸展自身所发出的切向动力,转换为力矩,分量之和貌似可以转过来,实在是不懂为什么应要变为双轴转动,这样会将有效的能量耗散掉 ~~~~~~~~~MS [s:98]
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发表于 2008-1-4 22:06:34 | 只看该作者
我小时候把一只猫 从窗上扔下去 亲眼看它被摔死
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'ANˉAГKH

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发表于 2008-1-4 22:12:36 | 只看该作者
引用第1楼飞血漫城于2008-01-04 21:45发表的 :
等待楼下科学的答案。。。 [s:71]
MS说猫的本性。。也许“灵异”性很强。。这种生物。。我是很畏敬加崇拜的(添加蛇)。。
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工蜂

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发表于 2008-1-5 11:25:51 | 只看该作者
人也可以啊..跳水的在空中不是可以转很多圈吗?>
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