貓為什麼從高處摔下也沒事？用慢動作揭開「超級著地」背後的物理秘密！

我是科學教練桑子研。每天都是一場實驗！

為什麼貓咪可以從那麼高的地方跳下來，卻能輕盈地著地？牠們看起來好像完全不受地心引力影響一樣！英國BBC利用超級慢動作攝影機，揭開了這個秘密。鏡頭下呈現的，是一種與我們平常看到的「普通」跳躍截然不同的、令人驚奇的「物理學」！

各位一定要看看這支影片。貓咪如何成為「著地大師」，看完就一目瞭然了！

怎麼樣？是不是超厲害！我是透過Lifehacker的這篇文章：「貓咪從高處落下，卻總能四腳朝地著陸的原因」得知這個主題的。

從影片中可以看到，貓咪為了著地時**「吸收衝擊」**，非常巧妙地運用了牠們的身體。這個「吸收衝擊」到底是什麼意思呢？

今天，我們就來從高中物理的「動量」（Momentum）和「衝量」（Impulse）這兩個角度，一起來解開貓咪這項超級技巧的秘密吧！

用高中物理來解密！貓咪的「超級著地術」

在物理學中，我們會用**「動量」（Momentum）這個詞來表示運動中物體的「衝勁」。動量是由「重量（質量）× 速度」**決定的。從高處落下的貓咪，在接觸地面前的瞬間，正擁有著一個巨大的「動量」。

所謂「著地」，就是要把這個「動量」在一瞬間降為「零」。

要讓物體停下來（改變動量），就需要一個叫作**「衝量」（Impulse）的東西。「衝量」是用「力 × 時間」**來計算的。

假設貓咪從地面受到的力量是 F，腳接觸地面的時間是 t，那麼會滿足以下的關係式：

mv　−　Ft = 0

（最初動量）−（衝量）＝（最終動量，因為靜止所以為0）

把它變形一下，就會變成這樣：

Ft = mv

（衝量 ＝ 最初動量）

這裡就是最關鍵的地方了！ 貓咪為了安全著地而必須改變的「動量（mv）」，會因為牠們落下的高度而決定，所以是無法改變的。如果貓咪硬生生！地在一瞬間（時間t非常小）就著地了，會發生什麼事呢？ 由於「Ft =（固定的動量）」，t越小，作用在腳上的力量F就會變得大得嚇人。這就是「衝擊力」的真面目，也是導致骨折等嚴重傷害的原因。

爭取時間！貓咪的超神技

既然如此，貓咪會怎麼做呢？ 我們再看一次慢動作影片吧。貓咪在接近地面的時候，是把腳伸得直直的。

關鍵在於，牠們不是一開始就彎曲著腳。而是從腳接觸地面的那一刻起，就像手風琴一樣，慢慢地、深深地彎曲關節。

這個**「著地後，再緩緩將身體下沉」**的動作，以物理學的角度來看，就是非常聰明的做法！

這就是為了盡可能延長動量歸零前的時間t的技巧。 回想一下「Ft =（固定的動量）」這個公式。貓咪巧妙地運用牠們柔韌的身體，將著地時間t給拉長，結果就是牠們從地面受到的力量F（專業術語稱作正向力）會變小。這，就是「吸收衝擊」的真正奧義！

身邊常見的「衝量」控制術

其實，這種技巧也應用在我們日常生活中許多地方。

舉例來說，就像劍玉（けん玉）一樣。當我們要用皿子接住球的時候，是不是會在球碰到皿子的瞬間，利用膝蓋順勢地將身體往下降呢？ 那也是為了延長球停止的時間t，讓球從皿子受到的力量F變小，來抑制彈跳（反彈）的動作。如果固定膝蓋硬接，球就會直接彈開了！

貓咪就是用牠們與生俱來的身體和本能，完美地完成了這項「衝量控制」！我們平常隨意看一眼的貓咪跳躍，用物理學的視角來看，竟然充滿了這麼精密的技術，真是令人驚訝！

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