Ľudia zriedkavo prežijú dlhé pády, ale mačky majú zjavne omnoho väčšie šťastie. Štúdia publikovaná v roku 1987 skúmala 132 mačiek, ktoré náhodne spadli z výšky od dvoch do 32 poschodí (6 až 98 metrov), pričom väčšina z nich dopadla na betón. Asi 90 % prežilo a približne 60 % dokonca neutrpelo žiadne zranenie. Zvláštne je, že rozsah poranení (ako napríklad počet zlomených kostí alebo istota smrti) klesal s výškou, ak pád presiahol sedem až osem poschodí. (Mačka, ktorá spadla z 32. poschodia, utrpela len mierne poškodenie hrudníka a stratila jeden zub; po 48 hodinách pozorovania ju prepustili.) Prečo môže mať mačka väčšiu šancu na prežitie pri dlhšom páde? (Prežitie samozrejme nie je nijako zaručené, takže ak bývate vo výškovej budove, určite držte svoju mačku ďalej od otvorených okien.)
Odpoveď
Ak ospalá mačka náhodne spadne z okenného parapetu, rýchlo a inštinktívne otočí svoje telo tak, aby mala nohy pod sebou. Potom využije pružnosť svojich nôh na absorbovanie nárazu pri dopade. Pružnosť predĺži čas pristátia, a tým zníži silu pôsobiacu na mačku.
Keď mačka padá, sila odporu vzduchu, ktorá tlačí nahor na jej telo, sa zväčšuje. Ak je pád krátky – z parapetu na podlahu – odpor vzduchu je zanedbateľný. Ak je však pád dlhší, odpor vzduchu môže byť natoľko veľký, že zníži zrýchlenie smerom nadol. V skutočnosti, ak je pád dlhší než z približne šiestich poschodí, odpor vzduchu môže byť dostatočne veľký na to, aby sa vyrovnal gravitačnej sile pôsobiacej smerom nadol na mačku. Tá potom padá bez ďalšieho zrýchľovania, s konštantnou rýchlosťou, ktorá sa nazýva koncová rýchlosť.
Pokiaľ mačka nedosiahne koncovú rýchlosť, je vydesená zo svojho zrýchleného pádu a drží nohy pod sebou, pripravená na náraz. (Aj vaše telo je citlivé skôr na zrýchlenie než na samotnú rýchlosť.) Ale ak sa dosiahne koncová rýchlosť, zrýchlenie zmizne a mačka sa trochu uvoľní – inštinktívne roztiahne nohy do strán (aby zväčšila odpor vzduchu), až kým sa nakoniec nemusí pripraviť na samotné pristátie.
Keď sa mačka roztiahne, odpor vzduchu sa automaticky zväčší, čo zníži jej rýchlosť. Čím je pád dlhší, tým viac sa rýchlosť znižuje, až kým sa nedosiahne nová, znížená koncová rýchlosť približne 100 kilometrov za hodinu. Takže mačka padajúca napríklad z 10. poschodia dopadne s menšou rýchlosťou než mačka padajúca z 5. poschodia a bude mať väčšiu šancu vyhnúť sa vážnemu zraneniu.
Z knihy Jearl Walker: The Flying Circus of Physics (2nd edition), strana 25. Preložil a ilustroval ChatGPT.