Miksi kissat selviävät korkeista pudotuksista? Hidastus paljastaa niiden “superlaskeutumisen” fysiikan!
Olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on kokeilu.
Miksi kissa pystyy laskeutumaan niin sulavasti, vaikka hyppäisi kuinka korkealta? Ikään kuin ne eivät tuntisi painovoimaa lainkaan. Britannian BBC selvitti tämän salaisuuden superslow-motion-kameran avulla. Kameran paljasti hämmästyttävää ”fysiikkaa”, joka on täysin erilaista kuin ”tavallinen” hyppy, jonka yleensä näemme.
Katso ehdottomasti tämä video. Se näyttää yhdellä silmäyksellä, kuinka mestarillisia kissat ovat laskeutujina.
Mitä pidit? Aika huikeaa, eikö? Löysin tämän artikkelin Lifehackerin tekstistä: ”Syy siihen, miksi kissa laskeutuu aina jaloilleen, vaikka putoaisi korkealta”.
Videolta näkee, kuinka taitavasti kissa käyttää vartaloaan ”vaimentamaan iskun” laskeutuessaan. Mutta mitä ”iskun vaimentaminen” oikein tarkoittaa fysiikan näkökulmasta?
Tänään pureudutaan tähän kissan supertekniikkaan lukion fysiikan käsitteiden, ”liikemäärän” ja ”impulssin”, kautta!
Lukion fysiikalla selitys kissan ”superlaskeutumiselle”!
Fysiikassa liikkuvan esineen ”vauhti” ilmaistaan termillä ”liikemäärä”. Se määräytyy kaavalla ”massa × nopeus”. Korkealta putoavalla kissalla on juuri ennen maahan osumistaan suuri ”liikemäärä”.
Laskeutuminen tarkoittaa sitä, että tämä ”liikemäärä” muutetaan hetkessä ”nollaksi”.
Esineen pysäyttämiseen (eli liikemäärän muuttamiseen) tarvitaan ilmiötä nimeltä ”impulssi”. ”Impulssi” lasketaan kaavalla ”voima × aika”.
Jos merkitään F:llä voimaa, jonka kissa saa maasta, ja t:llä aikaa, jonka sen jalat ovat kosketuksessa maahan, saadaan seuraava yhteys:
mv − Ft = 0
(Alkuperäinen liikemäärä) − (Impulssi) = (Loppuliikemäärä. Nolla, koska kissa pysähtyi)
Kun tämä muunnetaan, saadaan:
Ft = mv
(Impulssi = Alkuperäinen liikemäärä)
Tämä on se kaikkein tärkein seikka. ”Liikemäärää (mv)”, jonka kissan on muutettava turvallista laskeutumista varten, ei voi muuttaa, koska se on jo määräytynyt putoamiskorkeuden mukaan. Mitä tapahtuu, jos kissa laskeutuukin kolahduksella! eli lähes välittömästi (jolloin aika t olisi todella pieni)? Koska ”Ft = (vakio liikemäärä)”, pieni t tarkoittaa, että jalkoihin kohdistuva voima F kasvaa aivan valtavaksi. Tämä on se ”isku”, joka voi johtaa pahoihin vammoihin, kuten luunmurtumiin.
Kissan nerokas tekniikka: ajan ostaminen
Mitä kissa siis tekee? Katsotaanpa hidastuskuvaa uudelleen. Kissa lähestyy maata tassut suorina.
Juju piilee siinä, että se ei pidä jalkojaan koukussa alusta alkaen. Sitten, juuri siitä hetkestä lähtien, kun tassut osuvat maahan, se alkaa hitaasti taivuttaa niveliään syvälle, kuin haitari.
Tämä ”vartalon hidas painuminen laskeutumisen jälkeen” on fysiikan näkökulmasta erittäin fiksu liike.
Tämä tekniikka on tarkoitettu pidentämään aikaa t mahdollisimman paljon, kunnes liikemäärä on nolla. Muista kaava ”Ft = (vakio liikemäärä)”. Kissa siis kasvattaa notkealla vartalollaan laskeutumisaikaa t:tä ja pienentää näin jalkoihin kohdistuvaa voimaa F:ää (jota ammattitermein kutsutaan tukivoimaksi). Juuri tässä piilee ”iskun vaimentamisen” todellinen luonne.
”Impulssin” hallintaa arjessa
Tätä samaa tekniikkaa käytetään itse asiassa lähellämme joka päivä.
Esimerkiksi kendamassa (japanilainen kuppi- ja pallopeli). Kun otat pallon kiinni kupilla, lasketko kehoasi sujuvasti alas polvia käyttäen sillä hetkellä, kun pallo osuu kuppiin? Se on myös liike, jolla pidennetään pallon pysähtymisaikaa t:tä, pienennetään kupin palloon kohdistamaa voimaa F:ää ja estetään pallon kimpoaminen. Jos taas otat pallon vastaan jäykällä polviasennolla, pallo pomppaa pois.
Kissa suorittaa tämän ”impulssin hallinnan” täydellisesti luontaisen vartalonsa ja vaistojensa avulla. On uskomatonta, kuinka tavallinen kissan hyppy onkaan täynnä näin hienostunutta tekniikkaa, kun sitä tarkastelee fysiikan silmin!
Yhteydenotot ja toimeksiannot
Tuodaan tieteen ihmeet ja hauskuus lähelle! Olen koonnut helppotajuisesti hauskoja tiedekokeita, joita voit tehdä kotona, sekä niihin liittyviä vinkkejä. Tutustu vapaasti sisältöön! ・”Tieteen Ideakirjan” sisältö on julkaistu kirjana. Lisätietoja täältä ・Tietoa ylläpitäjä Ken Kuwakosta täältä ・Erilaiset toimeksiannot (kirjoittaminen, luennot, kokeelliset työpajat, TV-konsultointi, esiintymiset jne.) täältä ・Artikkelipäivitykset julkaistaan X:ssä!
Kokeellisia videoita julkaistaan Tieteen Ideakanavalla!
５月のイチオシ実験！
キーンと冷えるドライアイス！気温が上がってくるこの時期・ドライアイスを使った昇華・凝結・等速度直線運動の実験はいかが？
液体ゼロ！ドライアイスが消えるまでの３時間を科学する（昇華・凝結・等速度直線運動）
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- 4月30日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ）の科学監修を担当しました。
- 5月8日（金）理科教育ニュースを担当しました。
- 6月14日（日） 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 6月26日（金） 千葉大学の公開研究会（中学理科について授業公開予定）
- 7月18日（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
