Miks kukub kass alati käppadele?

Kuidas kass seda teeb?

Õpilane, kes ei õpi, aga saab ikka kontrolltööst läbi, on nagu kass, kes kukub alati käppadele. Õpilasel võib sellise oskuse arendamiseks kuluda mitmeid tähelepanelikult kuulatud koolitunde, ent kassidel on käppadele kukkumine refleks, mis areneb välja juba seitsmendaks elukuuks. Tuhandete põlvkondade kaslaste evolutsioonis lihvitud liigutus on sedavõrd tuntud, et on muutunud vanasõnaks. Ent kuidas on võimalik, et kass ennast õhus ümber pöörab? Newtoni esimene seadus ehk inertsiseadus ütleb, et keha, millele ei mõju jõudusid, ei liigu paigast. Lisaks peab kehtima impulsimomendi jäävuse seadus mis ütleb, et keha ei hakka iseenesest pöörlema. On tehtud katseid, milles alaspidi hoitud kass lastakse "pööravaid" jõudusid kasutamata käest lahti ning ikkagi kukub loom käppadele. Vastus peitub osalt füüsikas, osalt kassi anatoomias. Kusjuures osutub, et ka sabata kassid saavad käppadele kukkumisega väga hästi hakkama:

  • Kassi tasakaaluorganid annavad teada, et keha on tagurpidi, et keha kukub.
  • Kass tõmbab esikäpad sisse, sirutab tagakäpad välja ning tõmbab selja nõgusaks. Kaslased on väga painduvad, nende rangluu ei ole fikseeritud ning nende selgroos on rohkem lülisid kui inimesel.
  • On üks füüsika rõõme, et iga kaslase keha võib lähendada tahkele silindrile, mille telje sihiline inertsimoment on I=m/2·R2. Ehk mida väiksem on silindri raadius, seda väiksem on selle inertsimoment ning seda lihtsam on seda ümber telje pöörata. Sissetõmmatud esikäppade tõttu on kassi eesmise kehapoole inertsimoment väiksem.
  • Kass kasutab oma kõhu- ja seljalihaseid, et end ümber oma kõveraks painutatud pöörlemistelje õhus ringi pöörata. See liigutus on nagu väga paindlikult ja kiiresti sooritatud puusaring.
  • Kassi keha esiosa pöördub ümber enne tagakeha. Nii näeb kass, kuhu ta kukub ning kui palju on maandumiseni aega jäänud.
  • Kass sirutab esikäpad välja ning tõmbab tagakäpad sisse. Nüüd on tagakehal väiksem inertsimoment. Jätkub pöörava momendi rakendamine, ent keha sirutub samas sirgemaks, sest enamus pöördest on tehtud.
  • Pööre lõpetanult lükkab kass selja sügavalt küüru ning sirutab jalad võimalikult kaugele ette. Nii loob ta lihastes maksimaalse elastse potentsiaali, et raske keha pidurdusteekond oleks võimalikult pikk.
  • Kass maandub.
Videos on kassi liikumised oma suuna muutmisel väga ilusti nähtavad.
Stoppkaadrid kassi kukkumisest. Jalgu ei ole hästi näha, aga just jalad on olulised.

Selle liigutusega ei riku kass inertsiseadus ega impulsimomendi jäävus, sest kass paneb ennast ise pöörlema. Miks mitte kasutada kassi suurepärase kukkumisoskuse mehaanikat kosmoselaevade maandumissüsteemis?