Una combinación de la reducción de la velocidad de aterrizaje debido a la aerodinámica, de las propiedades de resorte de sus patas y de la relación entre la masa corporal y el diámetro de sus huesos, le dan al gato las siete vidas que se le atribuyen.
Un físico estadounidense construyó un modelo de un gato que cae del suelo de un edificio de gran altura. Suponiendo que el gato ya se había girado en vuelo, describió cuantitativamente su movimiento y la amortiguación con sus patas en varias superficies. Por último, comparó cualitativamente la carga sobre los huesos y las articulaciones del gato con un efecto similar en el sistema musculoesquelético humano.
Los cálculos realizados por el autor ayudan a comprender mejor la naturaleza de la capacidad de supervivencia de los gatos, de los que se dice que tienen siete vidas por su capacidad para caer casi siempre de pie, incluso de alturas muy elevadas. El estudio se publica en European Journal of Physics.
Caer de pie
La capacidad de los gatos para descender en el aire con las patas hacia abajo y sobrevivir a las caídas desde grandes alturas ha desconcertado a los científicos durante bastante tiempo.
En última instancia, los físicos se dieron cuenta de que el secreto del giro del gato en el aire estaba escondido en la mecánica de un cuerpo que se deforma con un momento angular variable, cuyas leyes usa el gato, de manera correcta, doblando la espalda.
Se ha informado que los gatos sobreviven incluso cayendo desde 32 pisos. A modo de comparación: las posibilidades de morir de una persona aparecen a partir del tercer piso, y en el quinto piso ya se vuelven muy grandes.
Ecuaciones de supervivencia
Para arrojar luz sobre la capacidad de supervivencia felina mediante ecuaciones, el físico John Challis, de la Universidad de Pensilvania, dividió el problema en tres partes: la aceleración al caer desde una altura, la absorción de impactos de las patas al contacto con la superficie, y la fuerza de los huesos y las articulaciones de un gato.
El científico consideró como modelo de referencia un gato rígido no giratorio que pesa 4,5 kilogramos, ya volando con las patas hacia abajo, que en el momento inicial comienza a moverse desde un estado de reposo bajo la influencia de la gravedad.
La única fuerza adicional en su modelo era la fuerza de arrastre aerodinámica, a la que el autor incorporó los dos últimos parámetros conocidos sobre la física de los gatos.
Ecuación dinámica
Resolviendo la ecuación dinámica resultante, Challis construyó la dependencia de la tasa de caída con la altura, medida en pisos de un edificio de gran altura, teniendo en cuenta que un piso corresponde a 3,5 metros.
La resistencia aerodinámica no permite que la velocidad crezca indefinidamente, deteniéndola en torno a los 24,5 metros por segundo, mientras que en el décimo piso la velocidad del gato alcanza los 20 metros por segundo. Por lo tanto, según el modelo del físico, un mayor aumento en la altura del edificio no debería desempeñar un papel importante en la reducción de la capacidad de supervivencia del gato.
La segunda etapa importante de la caída es la depreciación. Para describirla, Challis consideró las patas de un gato como cuatro resortes con fricción viscosa. Esto permitió al físico calcular el coeficiente de atenuación y usarlo para trazar el desplazamiento del cuerpo del gato al contacto con el suelo en función del tiempo.
Resultó que el modelo permite que el gato evite golpear el suelo bruscamente y que las propiedades de la superficie (absolutamente rígida, hormigón o hierba) tengan poco efecto en el resultado.
Cuestión de fuerza
El autor consideró la cuestión de la fuerza de la pata solo cualitativamente. Señaló que la capacidad de los huesos para resistir la carga es directamente proporcional a su sección transversal de su masa ósea.
Y descubrió que el sistema musculoesquelético de los gatos, en promedio, experimenta cargas menos específicas durante una caída en comparación con animales más grandes, como los humanos.
El autor concluye que una combinación de la reducción de la velocidad de aterrizaje debido a la aerodinámica, unida a las propiedades de resorte de las patas del gato y a la relación entre la masa del cuerpo y el diámetro del hueso, le dan al gato la capacidad de sobrevivir a caídas desde grandes alturas.
Concluye que los modelos simples que explotan los principios mecánicos pueden explicar la capacidad de supervivencia de los gatos que caen.
Challis en su trabajo también repitió los cálculos para los seres humanos, pero los resultados fueron más deplorables que para un gato. Nosotros no tenemos siete vidas.
Referencia
The mechanics of a cat landing from a drop. John H Challis. European Journal of Physics, Volume 44, Number 1. 28 October 2022. DOI:https://doi.org/10.1088/1361-6404/ac9764
