О биомеханике кошки

О БИОМЕХАНИКЕ КОШКИ.

Издавна людей интересовал вопрос о том, как передвигаются животные. Они хотели перемещаться по воде, воздуху, земле также легко и изящно. Однако прошло несколько тысячелетий, прежде чем люди создали науку о движении – механику – и смогли создать конструкции более быстрые по скорости передвижения любого представителя животного мира. Но ученые непрерывно продолжают изучение особенностей живой природы, которые  позволяют машинам и механизмам не только устанавливать рекорды, но и работать и двигаться так же грациозно и бесшумно, как например кошке.

Биомеханика – наука о двигательной активности и двигательных возможностях человека и животных. Термин биомеханика составлен из двух греческих слов: bios — жизнь и mexane — орудие. Как известно, механика —    это раздел физики, изучающий механическое движение и механическое взаимодействие материальных тел. Отсюда понятно, что биомеханика — это раздел науки, изучающий двигательные возможности и двигательную деятельность живых существ.

Истоками биомеханики были работы Аристотеля и Архимеда. Первые научные труды написаны Аристотелем (384—322 гг. до н. э.), который изучал закономерности движения наземных животных и человека. А основы наших знаний о движениях в воде заложены Архимедом (287—212 гг. до н. э.).  Только благодаря трудам Леонардо да Винчи (1452-1519), одного из самых выдающихся людей Средневековья, биомеханика смогла сделать следующий шаг. Этот великий художник, математик, физик и инженер первым высказал идею, столь важную для биомеханики. Он сказал: "Наука механика намного благороднее и полезнее всех других наук, потому что это единственная наука,  в которой все живые тела, имеющие способность к движению, действуют по ее законам».

Физика – это наука о природе. Кошка, как домашнее животное, является частью этой природы. Поэтому все законы физики должны быть применимы к кошкам. Какую роль играет физика в жизни кошки?

Кошки эволюционировали в течение 35 миллионов лет, чтобы стать верховными охотниками. Совершенное тело подчиняется законам механики. Многие удивительные способности кошки уже изучены и объяснены с точки зрения физики. Однако лапы и когти кошки представляют особый интерес.

Кошки "живут" на своих лапах. Лапы - это их самые ценные инструменты, используемые для прыжков, нападения и игр. Благодаря особому строению лап, кошки имеют мягкую, бесшумную походку. Важно отметить, что кошки — животные пальцеходящие, упор при ходьбе приходится не на всю стопу, а лишь на пальцы, пятка не касается земли (рис. 1).

На передних конечностях у кошки четыре нормальных пальца и по одному ложному пальцу. На задних конечностях все пальцы нормальные. Таким образом, у кошки в общей сложности 18 пальцев с когтями.

Уникальные структуры сухожилий и связок играют важную роль в возможности выпускать и убирать когти. Природа позаботилась о том, чтобы когти были защищены от неблагоприятного воздействия окружающей среды. Когда кошки бегут, они обязательно втягивают когти. Они также прячут когти, когда подкрадываются к добыче, и выпускают когти, когда прыгают, чтобы догнать добычу.

При беге кошка использует раскачивающуюся иноходь, она делает шаг попеременно то обеими правыми, то обеими левыми лапами.

Ходьбу и бег кошки можно рассматривать как движения, при которых, то нарушается, то восстанавливается равновесие тела. Движения кошки проворны и грациозно быстры. Кошка движется, отталкиваясь от опоры. В этом случае внешние силы – силы тяжести, трения и сопротивления среды "взаимодействуют" с внутренними силами организма (напряжение мышц). Движение происходит за счет совместной деятельности всех мышц и статических сил трения. Когда животное бежит, возникает определенный ритм. При каждом очередном взмахе конечностей чередуются ускорение и замедление. Из 40 мышц лап кошки только около 1/5 используется для локомоции, остальные мышцы, как известно, остаются неподвижными в случае экстренной перегрузки. При беге кошки могут развивать скорость до 50км/ч.