Пролить свет на кошачью суперспособность взялся ученый Джон Чаллис из Пенсильванского университета. Он разбил задачу на три пункта: набор скорости при падении с высоты, амортизация лапами при контакте с поверхностью и прочность самого тела животного.
Физик рассматривал невращающуюся жесткую кошку массой 4,5 килограмма, которая уже перевернулась и летит лапами вниз. Ранее исследователи уже выяснили, что секрет переворота хвостатых заключается в механике деформирующегося тела с переменным угловым моментом, законами которой животные пользуются, изгибая спину.
Первым делом Чаллис рассмотрел вопрос о скорости падения: он построил зависимость скорости от высоты в этажах здания с учетом, что каждый этаж соответствует 3,5 метрам. Сила аэродинамического сопротивления — единственная дополнительная сила в модели физика — ограничивает скорость на отметке 24,5 метра в секунду. Таким образом, увеличение высоты здания не играет существенной роли в живучести кошки при падении из окна.
Второй аспект — амортизация. Ученый удвоил ранее измеренное значение жесткости кошачьих лап в четыре килоньютона на метр, поскольку при приземлении амортизация должна быть жестче. Физик вычислил коэффициент затухания и использовал его при построении зависимости смещения тела животного при контакте с поверхностью от времени. Оказалось, что модель позволяет кошке избежать удара тела о землю, при этом свойства поверхности практически не влияют на результат.
Третий пункт — прочность лап. Исследователь отметил, что опорно-двигательный аппарат животных в среднем испытывает меньшие нагрузки при падении по сравнению с более крупными животными, например, с человеком.
Таким образом, все три этапа работы совместно подтверждают невероятную живучесть кошачьих. При этом Чаллис также проверял свои вычисления и для человека — результаты для него оказались куда более плачевными, чем для хвостатых. Так, шансы умереть у людей появляются с третьего этажа, а вот кошки могут выживать даже при падении с 32 этажа.