Проект «Физика и кошка»

Грациозные и независимые усатые - полосатые
Кошки ласковые и
преданные животные.
Красота строения тела,
блеск и мягкость шерсти,
элегантность, изящество,
уверенность движений,
независимость характера
у многих людей вызывает
большую любовь к кошкам.
Грациозные и независимые усатые - полосатые

Цель проекта:
Выяснить, может ли обычная «мурлыка» представлять интерес в качестве объекта физических исследований?

Задачи проекта:
Изучив соответствующую литературу и понаблюдав за поведением собственной мурлыки, выяснить особенности строения тела кошки, её органов зрения, слуха, а также особенности её поведения.
Найти ответы на вопросы, вызывающие интерес к кошкам.

Кошачьи «почему?»
Почему кошки видят в темноте и почему
у них светятся глаза?
Почему у кошек хороший слух?
Почему мурлыкают кошки?
Почему кошки спокойно разгуливают по перилам балкона на большой высоте?
Почему кошки всегда при падении приземляются на лапы?
Почему говорят, что кошки лечат больное
место у человека?

гипотезу:
Физика помогает разгадать и объяснить многие «кошачьи секреты»
Так как вопросы равновесия тел, падения тел, вопросы, связанные со звуками и светом, цветовым зрением изучает физика, то мы выдвинули следующую

Как много кошечек хороших…
Надо сказать, что тема, которую мы выбрали была для нас очень интересной, потому что кошки являются нашими домашними любимицами и мы убедились, что кошек нельзя считать
бесполезными для человека
существами, что они представляют интерес и в качестве объекта для исследования. Вот, что нам удалось выяснить в ходе нашей работы.

Очаровательные глазки
Глаза у кошек бывают самых разных оттенков: "пиратские" желтые и загадочные зеленые, задумчивые голубые и даже хитрые оранжевые. Кошки отлично видят не только днем, но и в сумерках. Способность хорошо видеть в полутьме объясняется повышенной светочувствительностью кошачьих глаз. Она в 7 раз выше, чем у человека.
Интересно, что у кошек самые большие глаза относительно размеров тела среди всех домашних животных.

Видит ли кошка в темноте?
Вопреки распространенному мнению, в полной темноте кошка не видит, а ориентируется при
помощи слуха и осязания. Именно прекрасно развитое чувство осязания делает пушистую хищницу такой уверенной в ночное время даже в абсолютной тишине.

Ещё о кошачьем зрении
В сумраке кошка видит очень хорошо. Причин
этому несколько. Во-первых, в сетчатке глаза кошки
нервных окончаний, называемых палочками, больше,
чем у человека. Так у человека соотношение палочек и
колбочек (второй вид нервных окончаний) 4 к 1,
а у кошек – 25 к 1. Именно палочки отвечают за сумеречное видение. Во-вторых, за сетчаткой глаза кошки находится некая область (тапетум), от которой свет, проходя через палочки и колбочки, отражается, возвращается назад и снова раздражает нервные окончания. За счет того, что нервные окончания в глазу кошки раздражаются дважды, улучшается видимость объектов в сумраке.
Это также объясняет нелюбовь кошек
к яркому освещению.

Почему «горят» глаза?
Интересно, что та же область (тапетум) заставляет кошачьи глаза "гореть" в темноте, поскольку свет отражается от ее зеленовато-желтой поверхности. Изменение цвета кошачьих глаз при фотосъемке со вспышкой также объясняется наличием у кошек этой области. Хотя в ночное время суток кошка ориентируется лучше человека, однако в абсолютной темноте она также, как и он, ничего не видит. А способность расширять в сумеречном свете зрачки - еще одно объяснение отличного ночного зрения кошки. Эта способность зрачка позволяет большему количеству света попадать
в глаз и раздражать нервные окончания
(палочки и колбочки).

Различают ли кошки цвета?
Раньше считалось, что кошка различает
только 6 основных и 25 оттенков серого цвета.
Но оказалось, что методика определения этого была неверной. Ряд новых исследований показал, что в сетчатке глаза кошки присутствует некоторое количество нервных окончаний конической формы, которые обеспечивают определенную степень цветного зрения.
Предметы, находящиеся вдалеке, кошка видит не очень четко. Оптимальным для кошачьих глаз является расстояние в 2-6 метров. И это неудивительно, ведь охотясь, кошка лучше всего
должна различать именно те объекты, до которых может допрыгнуть.

Зачем кошке два глаза?
Изображение, которое кошка видит обоими
глазами, фактически одно и то же. В мозгу кошки оба изображения накладываются одно на другое, и картинка становится трехмерной. Этот эффект называется бинокулярным зрением.
Углу зрения каждого глаза кошки можно только позавидовать: он составляет около 205 градусов (у человека же всего 180 градусов).
Зрачки у кошки могут достигать сантиметра
в диаметре.

Давай поиграем
Подвижные и прямостоячие ушные раковины, а также огромное количество нервных окончаний в слуховых нервах наделили кошку превосходным слухом.
Кошка способна улавливать звуки в ультразвуковом диапазоне, что используется ею при охоте на мышей, а также при общении котёнка с матерью

«Мурлыкалка» - шарманка
Когда мы чем-то взволнованы, то иногда слушаем спокойную музыку, чтобы как-то успокоиться. Для котика такая успокаивающая музыка - это его собственное мурлыканье. Есть несколько теорий, объясняющих механизм мурлыкания кошек, но уже известно, что мурлыкание - это вибрация, которая каким-то чудесным образом благотворно влияет и на кошачий, и на наш организм. Поэтому мурлыкалка для кошки - это еще своего рода и аптечка, которая помогает снизить давление, унять головную боль.

Мурлыкай, киса, на здоровье!
Интересный факт - кошки всех пород и возрастов издают урчащие звуки с одинаковой частотой
- 25 циклов в минуту.
Мурлыкание у кошек в крови. Как только кошки рождаются, они начинают мурчать. При этом, урчание и всасывание материнского молока происходят одновременно, успокаивая котенка и его мать. Когда кошка хочет показать котятам, что они в безопасности, она мурлыкает.
Если кошка лежит в блаженной неге и мурлычет, то это верный знак того, что не только лично у нее,
но и в нашем доме все хорошо.

Осязание кошки
К органам осязания у кошки относятся крупные, выступающие над поверхностью шерстного покрова чувствительные волоски – вибриссы, которые
являются видоизменившимися в процессе эволюции
рецепторами. Вибриссы у кошки разбросаны по всему телу. Есть вибриссы на хвосте и на щиколотках - они помогают кошке охотиться за подвижной добычей, а
также между подушечками на лапах.

Физика для кошки
Вибриссы воспринимают мельчайшие изменения окружающей среды, в том числе перемену атмосферного давления.
Воздушные потоки, отражаются от стоящих
поблизости предметов и улавливаются вибриссами. Это свойство позволяет кошке, независимо от зрения, определять расположение предметов и уклоняться от препятствий, не касаясь их даже
в полной темноте!
Правда, бывает и такое

Не гладь против шерсти!
Шевелением усов кошка определяет скорость и направление ветра, чтобы скорректировать положение тела и силу толчка в прыжке.
Кошке нравится, когда ее гладят по шерсти - тогда рука человека скользит по вибриссам. И не нравится, когда её гладят против шерсти - такие поглаживания создают дискомфортные ощущения, вызванные электростатическими разрядами.
Если кошке обрезать усы, она не сможет ориентироваться не только в темноте, но даже при свете – это может привести к гибели кошки. Правда, есть кошки, у которых нет усов, но охотятся они также прекрасно. И это ещё одна из кошачьих загадок.

Гуляет кошка по забору…
Кошка славится тем, что безбоязненно гуляет по заборам, перилам балкона, лазает по вертикальным опорам, с удивительной легкостью крадется по тонким веткам деревьев, сгибающихся под ее тяжестью. Она умеет при помощи хвоста, гибкости и четкой работы мышц так скорректировать положение тела, что даже трехметровой высоты ей будет достаточно, чтобы приземлиться
на все четыре
лапы.

Почему кошки хорошо владеют своим телом
Внутреннее ухо у кошки представляет собой лабиринт взаимосвязанных, наполненных жидкостью, каналов и состоит из двух частей: улитки, которая служит органом слуха, и вестибулярного аппарата, который ведает чувством равновесия. Любое изменение положения тела кошки вызывает перемещение жидкости, находящейся в полукружных каналах органов равновесия. Информация поступает в головной мозг, откуда передается команда соответствующим группам мышц, отвечающим за поддержание правильного положения шеи, туловища, конечностей, что особенно важно при прыжках, падениях и вертикальных перемещениях.

Где этому начало?
Этот сложный врожденный рефлекс выработался у представителей семейства кошачьих как приспособление к образу жизни, когда животному часто приходилось, а многим кошкам, живущим в естественной среде, и сейчас приходится, во время охоты прыгать и падать с деревьев, скал или со спины жертвы. И не будь у кошек этой способности, то они не только лишились бы добычи, по иногда и самим охотникам пришлось стать жертвой.
Давай, познакомимся

Главная загадка кошки
При падении с высоты кошка
инстинктивно поднимает голову, изворачивается всем телом, чуть
опуская круп, и совершает движения
в плечевом поясе и поясе задних конечностей в противоположном друг другу направлениях, чтобы перевернутся животом к земле. Если скорость вращения вокруг оси позвоночника окажется слишком большой, кошка может снизить ее, притормаживая хвостом, вращая его в обратную сторону. После этого она, расставив конечности в стороны, расслабляется и какое-то время парит в воздухе (аэродинамический эффект). Чтобы смягчить удар, кошка выгибает спину дугой и ловко, как ни в чем не бывало, встает на четыре лапы.

В книге "300 кошачьих почему" Николай
Непомнящий приводит исследования Дж. Дайамонда, изданные в журнале "Natural history ". "Если кошка падает вниз спиной, она быстро ориентируется в пространстве и, изогнувшись, поворачивается в воздухе лапами вниз, не пролетев и полутора метров. В результате удар распределяется на четыре лапы. Помимо ее маленького веса, она умеет сгибать конечности,
чтобы распределить силу удара по суставам и мышцам, смягчая удар при падении.

В свободном полёте
Подобно парашютисту в свободном
падении, еще не достигнув предельной скорости, она инстинктивно
вытягивает конечности, а после того как
максимальная скорость достигнута,
кошка расслабляется и раскидывает
лапы горизонтально, наподобие белки
летяги. При этом увеличивается
сопротивление воздуха, которое
распределяется на всю площадь
тела и уменьшается скорость
падения. Малый вес и гибкость конечностей обеспечивают
наименьшую силу удара.

"ЛЕТАЮЩИЕ" КОШКИ
Как же всё-таки удается кошке при падении с высоты, приземлятся на все четыре лапы?
Во-первых, этому способствует особое строение позвоночника и мышц тела кошки.
Эластичное соединение тел позвонков и их подвижность в межпозвонковых суставах позволяет кошке не только сгибаться вдвое, но и разворачивать корпус вдоль оси позвоночника (изворачиваться) на 180°. Спина у кошки очень гибкая, потому что связана воедино мышцами, а не связками и сухожилиями, как у человека. Во-вторых, подушечки лап смягчают удар, а связки и хрящи компенсируют его силу за счет хорошей амортизации, что защищает ее от серьезных повреждений внутренних органов.

Кошки умеют правильно переворачиваться
в воздухе, но при падении со слишком маленькой высоты они не успевают
скоординировать свои движения и могут
получить серьезные повреждения.
Известны благополучно заканчивающиеся случаи падения кошек с восемнадцатого этажа на твердую поверхность и даже с двадцать восьмого на тент, но в этих случаях судьба кошки всецело зависит от воздушных потоков, от поверхности, на которую она приземлится, и от стартовой позиции - вертикальной или горизонтальной. Но большинство падающих с такой высоты кошек получают серьезные травмы или погибают. Поэтому все-таки лучшая зашита против падения кошек с высоты - предотвратить его.
Недаром героиня рассказа Пола Геллико мудрая
Дженни Макмурр сказала: "Люди говорят, у
нас, у кошек, девять жизней. Какая чепуха!
Спасешься раз, спасешься два, а когда-нибудь и не спасешься".

Лечат ли кошки?
Кошки обожают тепло. Если у человека что-то болит, то в этом месте у него повышенная температура, кошка, благодаря своей способности всегда укладываться на тёплое местечко и превосходному чувству осязания легко находит больное место у человека и своим теплом может его вылечить.

Вывод:
На наш взгляд, мы оказались правы. Помимо эстетического удовольствия, которое человек получает при наблюдении за кошкой и общении с ней, кошку поистине можно считать интересным объектом при изучении многих физических явлений, таких как падение тел, равновесие тел, создание больших давлений, теплопроводность, электризация. Кроме этого большой интерес вызывает особенность кошек видеть в темноте, свечение их глаз в темноте, способность улавливать источник звука в ультразвуковом диапазоне длин волн. А есть у кошки и такие секреты, которые пока наука объяснить не сумела.

Ну разве она не «зайка»? ☺

Источники информации
1. Домашние кошки (составитель
Ю.И. Филиппов), М., Росагропромиздат, 1991;
2. http://www.murlyki.ru/
interesting/purring.html
3. http://ok.novgorod.net/
pavor
4. Ptichka.Ru
5.http://www.glaza.info/news/zadacha
_o_padajushhej_koshke/2009-09-15-3476