O insolucionável mistério da física: por que os gatos caem semprepé?:

Quase como uma reflexão tardia, Parent sugeriu que, assim como um objeto pesado poderia tombar com o lado pesado para baixo na água devido ao choquegravidade e a uma força flutuante para cima, um gatoqueda livre poderia ajustarcoluna para virar-se, movendo seu centrogravidade sobre o centroflutuabilidade.

Essa ideia está errada, uma vez que a flutuabilidade do ar é muito fraca para afetar um gato durante a queda.

Mesmo assim, essa explicação, e outras derivadas dela, permaneceram comunslivros populares sobre gatos durante a metade do século 19.

A comunidade física, no entanto, já havia encontrado outras explicações. No início do século 19, havia um crescente reconhecimentoque certas propriedades fundamentais da natureza são preservadasqualquer processo físico.

Muitas pessoas estão familiarizadas com o conceitoconservaçãoenergia, a ideiaque a energia não é criada nem destruída, mas transformada.

Por exemplo, quando um carro se move, isso ocorre por conta da conversão da energia química do combustível no movimento mecânico das rodas. Quando o carro para devido à ação dos freios, o movimento se transformaenergia térmica devido ao atrito.

Está provado que esse fato é preservadoqualquer processo físico. Para um único objetomovimento, o impulso é o produto da massa vezes a velocidade, e os objetos mais pesados ​​e mais rápidos têm mais impulso do que os leves e lentos.

Outra leiconservação foi reconhecidameados do século 19: o princípioconservação do movimento angular. Uma consequência imediata dessa lei é a observaçãoque não é possível que um objeto comece a girar sem que outro objeto gire na direção oposta, com a mesma magnitude cinética.

Isso é muito fácilperceber. Se você se sentauma cadeira com rodasescritório e vira o corpo para a esquerda, a cadeira gira para a direita.

Uma vez que a lei da conservaçãoenergia foi reconhecida, os físicos logo determinaram que um gato simplesmente não poderia girar sobre si mesmoqueda livre assim que começa a cair.

O consenso foique um gato, no momentoque começa a cair, deve ser empurrado para forasua cavidade para criar uma rotação inicial que o faz aterrissarpé.

Mas essa explicação foi derrubada no dia 22outubro1894, na Academia FrancesaCiências, pelo fisiologista Etienne-Jules Marey. Ele apresentou uma sequência inéditafotografiasum gato caindo, tiradasalta velocidade, mostrando claramente que o gato começa a caircabeça para baixo, sem qualquer rotação, mas ainda assim consegue se virar e cairpé.

A revelação das fotografias levou caos à sala. Um membro da Academia declarou que Marey "havia lhes apresentado um paradoxo científicocontradição direta com os princípios mecânicos mais elementares".

Onde os cientistas tinham errado? Eles sucumbiram ao ditadoque "um poucoconhecimento é algo perigoso". Os físicos, tendo reconhecido recentemente a conservação do momento angular, concentraramatenção no estudocorpos rígidos rotativos, como uma rodabicicleta ou um planeta que gira.

Mas um gato, como muitosseus parentes, está longeser um corpo rígido. Os gatos podem se dobrar, girar e geralmente mover várias partesseu corpo para obter uma rotação completa, sem nenhum movimento angular.

Então, como fazem para cairpé?

Para ser justo, os físicos rapidamente reconheceram seu erro e propuseram vários mecanismos pelos quais um gato pode se endireitar usando várias manipulaçõespartes seu corpo.

O mais importante desses mecanismos foi mostrado pelos fisiologistas holandeses G.G.J. Rademaker e J.W. Ter Braak alguns anos depois,1935.

Na época, a questão do endireitamentoum gato havia sido chegado a pesquisadores do cérebro. Eles queriam entender quais partes do sistema nervoso do gato controlavam esse reflexo.

Rademaker e Ter Braak ajudaram a responder a essas perguntas, mas, durante o processo, consideraram as explicações físicas insatisfatórias e decidiram construir suas próprias.

Eles imaginaram o gato como se fossem dois cilindros. Se o gato se dobrar pela cintura, ele pode torcer as duas metades do corpodireções opostas, fazendo com que seus angulares opostos se cancelemgrande parte.

Quando se dobra, seu corpo é orientadouma direção diferente, embora o gato não tenha um momento angular fixo quando começa a cair.

Esse movimento, agora conhecido como modelo "dobrar e girar" para endireitar um gato, é possivelmente a manobra mais importante que esse felino realiza durante o endireitamento.

Mas a pesquisa sobre a física por trás desse fenômeno não terminou aqui. Rademaker e Ter Braak apresentaram apenas o modelo mais simplesum gatorotação. Eles capturaram a essência do movimento, mas não todos os detalhes.

O que podemos aprender com os gatosqueda?

No final dos anos 1960, o mistério voltou a gerar interesse porque a Nasa (agência espacial americana) queria ensinar seus astronautas a girarambientes flutuantes.

Desta vez, o desafio foi assumido pelos engenheiros da Universidade Stanford, que usavam simulaçõescomputador para redefinir o modelo dos fisiologistas. No entanto, não está claro se alguma vez os astronautas tentaram executar o movimento "dobrar e girar" no espaço.

Hoje, as pesquisas sobre o movimento dos gatos continuaoutro campoestudo: a robótica.

Os engenheiros têm sido frequentemente inspirados pela natureza para projetar robôs melhores. E os gatos fornecem uma estratégia para fazer com que o robô caiapé — minimizando os danos físicos provocados pela queda.

Vários protótiposgatos robóticos foram criados, mas nenhum deles conseguiu adaptarqueda para chegar ao chãopé, independentementesua posição inicial.

Então, como o gato faz isso? Parece que a resposta é bastante complicada.

Embora o "dobrar e girar" seja a manobra mais importante, o gato usa claramente diferentes movimentos para girar da maneira mais rápida e eficiente.

Embora os físicos muitas vezes busquem a solução mais simples para um problema, a natureza busca o mais eficaz, independentementequão complicado seja.

O instinto dos físicosprocurar soluções simples ainda leva a discrepâncias.

Em resposta a um artigo científico recente que apresentei sobre a matemática do reflexo dos gatos durantequeda, um crítico argumentou que o modelo "dobrar e girar" deve estar errado, porque ele viu um vídeo no YouTubeum gato caindo e o animal não parecia se mover dessa forma.

Os gatos são conhecidos por serem os guardiões dos segredos, e seu reflexo no endireitamento continua sendo um mistério para muitos cientistas até hoje.

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