満足!猫の着地の超スローモーションが面白すぎる!力積と運動量

みなさんは、猫を投げたことがありますか

動物虐待になりますから、マネをしないでほしいのですが、
ぼくは小さい頃、おばあちゃんの家にいくと必ず、そこにいる猫をもちあげて、放り投げていました。

というのも、猫が必ず向きをかえて、うまく着地をすることが
不思議で、面白かったからです。

もちろん猫には嫌われてしまい、ひっかかれたことも覚えています。

そんな猫のテクニックをBBCがスーパースローモーションカメラで撮影をしました。
これが、とっても面白いんですね。

ぜひ、こちらを御覧ください。

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スクリーンショット 2016-04-25 5.30.45

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いかがでしょうか!すごいですよね。

Lifehackerさんのこちらの記事「高い場所から落ちても、ネコが必ず足から着地できる理由
」で知りました。

おそらく普通にみると、衝撃を吸収するために、猫は工夫をしているな!と見ることができると思いますが、
この「衝撃を吸収」という部分について、高校物理の目で見ていきましょう!

高校物理ではこう見える!

これは運動量と力積の学習の際に、ぴったりです!絶対に見せたい動画だと思いました。

力積は「力×時間」です。猫が落下をして速度をもちながら落ちてくる、ある運動量を持つとき、着地をして静止をするので最終的には運動量は0になります。

mv − Ft = mV

(はじめの運動量 + 力積 = あとの運動量)

mv − Ft = 0

これを力積で解くと、

Ft = mv

(力積=はじめの運動量)

猫が瞬間的に着地をする、つまり時間tが小さいと困りますよね。猫の足にはたらく力(垂直抗力)が大きくなり、猫の足が壊れてしまいます。

それを防止するために、猫は地面に着地をする際に、足をピンと伸ばしながら落ちていきます。

スクリーンショット 2016-04-25 5.30.33

はじめから曲げているわけではありません。そして、地面につくと、少しずつ足を曲げていきます。

スクリーンショット 2016-04-25 5.30.45

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これは力積の時間tが小さくならないように、着地するさいの時間をできるだけ稼いで、
時間のほうを大きくして、垂直抗力を小さくしているたねですね。

先日の実験講座でも紹介をしたのですが、ぼくはこのことをけん玉をつかって授業中に紹介をしています。

全員が「たいへんよかった」に感激。実験講座第1回
昨日は株式会社ナリカにて、ナリカサイエンスアカデミー「お手軽物理基礎コース」の第1回、力学編を開講しました。 集まられた...

けん玉のコツはボールをお皿で受け取る瞬間に、体全体を下げていき、ボールとのお皿の接触時間を長くすることによって、ボールにはたらく力を小さくしてバウンドを抑えています。

猫と全く同じですね。

とってもすばらしい動画に朝から出会って興奮をしてしまいました。

みなさんはどんな動画を見せていますか?
こんな動画がおすすめ!など、良い動画を知っていたらぜひ教えてください(^^)

科学の情報はこちらにも掲載しています。


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桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など10冊。