बिल्लियाँ ऊँचाई से गिरकर भी कैसे बच जाती हैं? स्लो-मो में छिपा है उनकी “सुपर लैंडिंग” का विज्ञान!

मैं साइंस ट्रेनर केन कुवाको हूँ। हर दिन एक प्रयोग है।

बिल्लियाँ इतनी ऊँचाई से कूदने के बावजूद भी इतनी आसानी से और लचीलेपन से कैसे उतर जाती हैं? ऐसा लगता है जैसे उन्हें गुरुत्वाकर्षण महसूस ही नहीं होता। इस राज़ को जानने के लिए, ब्रिटेन के BBC ने एक सुपर स्लो मोशन कैमरा का इस्तेमाल किया। जो कुछ सामने आया, वह हमारे रोज़मर्रा के “साधारण” छलांग से बिल्कुल अलग, एक चौंका देने वाला “भौतिक विज्ञान” था।

यह जानने के लिए कि बिल्ली कैसे लैंडिंग की उस्ताद होती है, इस वीडियो को ज़रूर देखें। सब कुछ साफ हो जाएगा!

कैसा लगा? कमाल का है, है ना! मुझे यह लेख Lifehacker के “ऊँचाई से गिरने पर भी बिल्ली हमेशा पैरों के बल ही क्यों उतरती है?” से पता चला।

वीडियो देखने से पता चलता है कि बिल्ली लैंडिंग के “झटके को सोखने” (Impact Absorption) के लिए अपने शरीर का कितनी चतुराई से इस्तेमाल करती है। लेकिन यह “झटके को सोखना” आखिर क्या होता है?

आइए, आज हम बिल्ली की इस सुपर तकनीक को हाई स्कूल भौतिकी (High School Physics) के ‘संवेग’ (Momentum) और ‘आवेग’ (Impulse) के नज़रिए से समझने की कोशिश करते हैं!

हाई स्कूल भौतिकी से समझते हैं! बिल्ली की “सुपर लैंडिंग”

भौतिक विज्ञान में, गतिमान वस्तु की “रफ़्तार” या “चाल” को ‘संवेग’ (Sanveg) शब्द से दर्शाया जाता है। यह ‘वज़न (द्रव्यमान) × गति’ से निर्धारित होता है। ऊँचाई से गिरती हुई बिल्ली में ज़मीन पर उतरने से ठीक पहले एक बड़ा ‘संवेग’ होता है।

लैंडिंग का मतलब है, इस ‘संवेग’ को पल भर में ‘शून्य’ कर देना।

किसी वस्तु को रोकने (यानी उसके संवेग को बदलने) के लिए, ‘आवेग’ (Aaveg) नामक चीज़ की ज़रूरत होती है। ‘आवेग’ की गणना ‘बल × समय’ से की जाती है।

यदि बिल्ली पर ज़मीन से लगने वाले बल (Force) को F और पैर ज़मीन के संपर्क में रहने वाले समय (Time) को t माना जाए, तो निम्नलिखित संबंध लागू होता है:

mv　−　Ft = 0

(प्रारंभिक संवेग) – (आवेग) = (अंतिम संवेग, जो रुकने के कारण 0 है)

इसे बदलने पर यह ऐसा हो जाता है:

Ft = mv

(आवेग = प्रारंभिक संवेग)

यही सबसे बड़ा पॉइंट है। बिल्ली को सुरक्षित रूप से उतरने के लिए जिस ‘संवेग’ (mv) को बदलना ज़रूरी है, वह गिरने की ऊँचाई से तय होता है, इसलिए इसे बदला नहीं जा सकता। अब ज़रा सोचिए, अगर बिल्ली कठोरता से! और एक पल में (यानी समय t बहुत छोटा हो) लैंड कर जाए तो क्या होगा? चूँकि “Ft = (निश्चित संवेग)” है, तो t के छोटा होने से, पैरों पर लगने वाला बल F बेतहाशा बढ़ जाएगा। यही “झटके” (Impact) का असली रूप है, जो फ्रैक्चर जैसी बड़ी चोटों का कारण बन सकता है।

समय को खींचने की, बिल्ली की अद्भुत तकनीक

तो फिर, बिल्ली क्या करती है? आइए, स्लो मोशन फुटेज को एक बार फिर देखते हैं। बिल्ली अपने पैरों को एकदम सीधा फैलाकर ज़मीन के करीब आती है।

ख़ास बात यह है कि वह शुरू से ही अपने पैर नहीं मोड़ती। और फिर, जैसे ही पैर ज़मीन को छूते हैं, उसी पल से, वह एक अकार्डियन की तरह धीरे-धीरे अपने जोड़ों को गहराई तक मोड़ती जाती है।

यह “उतरने के बाद, धीरे-धीरे शरीर को नीचे बिठाना” ही भौतिकी के नज़रिए से एक बहुत ही समझदारी भरा एक्शन है।

यह वह तकनीक है जिससे संवेग के शून्य होने तक के समय t को जितना हो सके उतना लंबा खींचा जाता है। समीकरण “Ft = (निश्चित संवेग)” को याद करें। बिल्ली अपने शरीर का लचीले ढंग से उपयोग करके लैंडिंग के समय t को बढ़ाती है, और इसके परिणामस्वरूप, पैरों पर ज़मीन से लगने वाला बल F (जिसे तकनीकी भाषा में अभिलम्ब बल कहते हैं) को घटाती है। यही है “झटके को सोखने” का असली रहस्य।

हमारे आस-पास का ‘आवेग’ नियंत्रण

यह तकनीक वास्तव में हमारे रोज़मर्रा के जीवन में भी इस्तेमाल होती है।

उदाहरण के लिए, केंडमा (जापानी खिलौना) है। जब हम तश्तरी से गेंद को पकड़ते हैं, तो गेंद के टकराते ही घुटनों का इस्तेमाल करके शरीर को नीचे कर लेते हैं, है ना? वह भी गेंद के रुकने तक के समय t को बढ़ाने, और इस तरह गेंद पर तश्तरी से लगने वाले बल F को कम करने की एक क्रिया है, ताकि गेंद उछले नहीं। अगर आप घुटनों को जमाकर गेंद को कठोरता से रोकेंगे, तो वह उछल जाएगी।

बिल्ली इस “आवेग के नियंत्रण” को अपने जन्मजात शरीर और सहज ज्ञान से पूरी तरह से अंजाम देती है। बिल्ली की एक सामान्य छलांग भी, जब भौतिकी की नज़र से देखी जाती है, तो इतनी जटिल तकनीक से भरी हुई है! यह कमाल की बात है!

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