Второй момент — сопротивление воздуха. Как известно, Галилей ошибочно полагал, что тела разной массы, сброшенные с Пизанской башни, достигнут земли одновременно. На самом же деле это абсолютно справедливо в вакууме, где сопротивление воздуха не мешает ускорению. Что касается тел, падающих в земной атмосфере, — чем больше их размер и меньше масса, тем меньше предельная скорость и тем быстрее она достигается. Именно на этом основан принцип и парашюта, и поэтому перо опускается на землю гораздо мягче пушечного ядра.
Теперь давайте применим эти физические принципы для объяснения различий в травмах, встречающихся при падении у взрослых, детей и кошек. Отношение масса/площадь увеличивается с размерами тела. Следовательно, мы ударяемся о землю сильнее, чем кошки, — даже если бы наши тела были более похожи друг на друга и мы принимали бы ту же самую позу, чего в действительности не случается.
Вы можете вполне здраво возразить, что у более крупных существ более прочные кости, чем у мелких, что позволяет им выдерживать более сильные удары. Но разница не столь велика, чтобы исправить положение. Опасность сломать ногу при самом несерьезном падении у слонов выше, чем у людей; у взрослых выше, чем у детей; у детей выше, чем у кошек. Кошки обладают и еще одним уникальным преимуществом. У них есть великолепный «гироскоп», расположенный во внутреннем ухе. 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. Мы, взрослые люди, «оборудованные» гораздо худшим «гироскопом», при падении не контролируем свое положение. Чаще всего мы приземляемся на две ноги и менее часто — на голову. У детей относительно большая голова, и они часто падают головой вниз, инстинктивно разведя руки в стороны. Отсюда и типичные травмы: кошки ломают передние и задние лапы, в то время как у людей чаще всего разбиты черепа, сломаны руки (у детей) или ноги (у взрослых).
Еще одно преимущество кошки, помимо ее маленького веса, состоит в том, что она умеет сгибать конечности, чтобы распределить силу удара по суставам и мышцам. Уж если мы лишены чуткого «гироскопа», то было бы нелишним поучиться у кошек сгибать ноги, смягчая удар при падении.
Однако и это преимущество кошек не объясняет самого удивительного факта — увеличения их шансов на выживание при падении с высоты, большей 7-го этажа. Напомним, что тела, падающие в земной атмосфере, ускоряются до некоторой предельной скорости, величина которой зависит от сопротивления воздуха (пропорционального площади тела) и веса. После этого их скорость остается постоянной — до тех пор, пока не изменяются их вес и площадь. Вес, разумеется, не может измениться, но площадь, подставляемая потоку воздуха, может быть изменена. Парашютисты в свободном падении уменьшают площадь и увеличивают скорость падения, вытягиваясь «в струнку», а, раскидывая в стороны руки и ноги, увеличивают площадь и уменьшают скорость.
Вполне вероятно, что кошки умеют проделывать то же самое, что и тренированные парашютисты. Еще не достигнув предельной скорости, они инстинктивно вытягивают конечности, которые, следовательно, могут сломаться при ударе. После того как максимальная скорость достигнута, кошки начинают чувствовать ускоряющую силу гравитации и могут Расслабиться, раскинув лапы горизонтально наподобие белки-летяги. При этом увеличивается сопротивление воздуха, которое распределяется на всю площадь тела, и уменьшается скорость. Умение кошки действовать, как заправский парашютист объясняет не только ее способность к выживанию после падения с высоты, превышающей семь этажей, но также и значительное уменьшение риска сломать лапы. Лапы были сломаны у большинства кошек, свалившихся с 7 — 8-го этажа, и лишь у каждой тринадцатой из «вылетевших» с девятого этажа и выше.
Короче говоря, падающие кошки во многих отношениях рискуют гораздо меньше людей. Малый вес обеспечивает меньшую силу удара, меньшее напряжение (силу, деленную на площадь) и меньшую предельную скорость. Все эти качества присущи и другим мелким животным, но кошки все же рискуют меньше, чем маленькие собачки. Это объясняется наличием у них дополнительных преимуществ: среди них можно упомянуть прекрасный «гироскоп», позволяющий кошкам падать вниз ногами, а не головой, гибкость конечностей, которые распределяют нагрузку по суставам и мышцам; наконец, их способность принимать после достижения предельной скорости позу белки-летяги.
Знания из области эволюционной биологии позволяют предположить, что уникальные способности кошек развились в ходе естественного отбора. По деревьям лазают большая часть видов семейства кошачьих и лишь немногие виды собак. В течение миллионов лет кошки прыгали на добычу с деревьев и просто падали оттуда. Все те мурки, у которых был плохой «гироскоп», жесткие конечности, и те, которые не научились принимать позу белки, разбивались. Выжили только лучшие «парашютисты». Так что кошки должны быть благодарны за свои девять жизней именно своей эволюционной истории.
Как она мурлыкает?
Звуки, из которых состоит «голос» животного (в том числе и человека), возникают за счет вибрации голосовых связок в гортани, когда через них проходит воздух. Гортань представляет собой часть дыхательного тракта, по которому воздух проходит в легкие и отводится из них. С укорачиванием голосовых связок, обусловленным увеличением их напряжения, увеличивается и высота тона звука. Обычное кошачье мяукание происходит именно таким образом.
Однако мурлыканье различных представителей семейства кошачьих, в том числе и наших домашних кошек, представляет собой быстро чередующиеся импульсы звука, возникающего в гортани. Каждый отдельный звук обусловлен резким падением давления воздуха после разделения правой и левой голосовых связок. Мышцы гортани быстро возбуждаются за счет нервных импульсов частотой от двадцати до тридцати в секунду. Всякий раз, когда это происходит, голосовые связки смыкаются, и в результате давление воздуха возрастает. Когда возбуждение мышц прекращается, голосовые связки резко расходятся, и высвобождаемый за счет этого воздух создает звук.
Это последовательно происходит во время вдоха и выдоха (хотя между ними есть короткая пауза), и, если прислушаться, можно их различить. Кроме того, во время вдоха, чтобы предотвратить рассеивание воздуха (что повлечет за собой хаотическое уменьшение его давления), диафрагма сокращается не постоянно (что является обычным), а в виде серии последовательных импульсов, чередующихся с сокращениями мышц гортани.
