La fisiologia dei gatti li rende dei cascatori unici. Quale segreto si cela dietro la meccanica dei gatti in caduta libera?
Fai un salto. Solo quando sei già in aria (lontano dal pavimento e da qualsiasi altro appiglio) ti assale il desiderio di fare una piroetta… ma non ci riesci. Eppure i gatti lo fanno. Se li lasci cadere con la schiena rivolta verso il pavimento, i gatti atterrano sempre sulle zampe. Ciò gli serve per poter sfruttare i loro arti come ammortizzatori e, quindi, minimizzare i danni della caduta. Ma come ci riescono?
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Una questione di meccanica classica
Vi è una grandezza, detta ‘momento angolare’ che serve a descrivere lo stato di rotazione di un corpo. Ti basti sapere che tale quantità è nulla per un corpo non rotante. O meglio, assume valore zero nel sistema di riferimento in cui quel particolare oggetto non sta ruotando. Questo valore, zero, si conserva fintantoché dall’esterno non si applichi una forza in grado di far roteare l’oggetto in questione.
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Dato che all’inizio del salto il tuo momento angolare era nullo (cioè non ruotavi), non hai potuto ruotare nemmeno dopo, quando eri a mezz’aria. Ma questo ‘principio di conservazione del momento angolare’ dovrebbe valere anche per i gatti, no? Certo che sì. C’è un però.
Essendo molto più flessibili di noi, i gatti riescono a contorcersi in moto tale da capovolgersi eseguendo in simultanea dei movimenti rotatori i cui momenti angolari si annullano tra loro. In questo modo il valore totale del momento angolare rimane effettivamente nullo, conservandosi appunto. Possiamo schematizzare la combinazione di questi movimenti nella maniera seguente:
Ora analizziamo il diagramma sopra. Abbiamo la somma di due contributi al momenti angolare: il primo è rappresentato da due vettori rivolti verso sinistra (in blu) e l’atro, al contrario, da un vettore che punta verso destra (in rosso). Si noti che la somma dei vettori blu è uguale e opposta al vettore rosso (lo si evince dalle lunghezze dei vettori stessi). In altre parole, i contributi blu e rosso hanno lo stesso valore assoluto (meglio noto come ‘intensità’) ma segno opposto, pertanto si cancellano tra loro. Dunque il momento angolare è zero sia all’inizio che alla fine del volo. Insomma, i gatti possono capovolgersi conservando un momento angolare nullo. E tu no.
Fonte: INFN.
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