猫尾巴的功能

猫尾巴的功能

你见过猫四脚朝天往下掉的“精彩表演”吗？说也奇怪，在落下的一刹那，它把尾巴一甩，身体就翻过来，四肢就先着地了。

猫的尾巴一甩，为什么就能起到翻身的功能呢？仔细分析，原来这里还有物理道理呢！物理上有一条叫做角动量守恒定理，它说明物体在不受外力矩作用时，它的角速度（ω）和转动惯量（I）的乘积是一个常数，用数学式子表示就是ωI＝常数，由于角速度和转动惯量的乘积叫做角动量，所以这个定律称作角动量守恒定律。它告诉我们，转动惯量大，角速度小；转动惯量小，角速度就大。那么什么是物体的转动惯量呢？它和哪些因素有关呢？我们知道，物体是有惯性的，例如行驶的汽车，切断动力后，它还能继续向前滑行，不能立即停止，这说明汽车是有惯性的。物体在转动时也是有惯性的，转动惯量就是用来表示物体转动时惯性的大小。转动惯量不仅和质量有关，而且还和质量的分布有关，例如两个质量相同的轮子，边缘比较厚的，它的转动惯量就比较大，比较薄的，它的转动惯量就比较小。因此改变质量的分布可以改变转动惯量。再根据角动量定律，转动惯量的改变，就可以引起转动的角速度的改变。又比如舞蹈演员作转体表演时，先把两臂伸开，绕足尖的垂直轴旋转，接着她的两臂和腿迅速朝身体靠紧，这时由于转动惯量变小，角速度随之变大，因此旋转加快。跳水运动员作表演时，在空中常把手臂和腿蜷曲起来，以减小转动惯量而加大转速，在快到水面时，立刻把手臂和腿伸开以增大转动惯量而减小转速，这样就能以一定的方向落入水中。

现在我们可以来解释猫的转身了，猫在开始下落时，并不旋转，角速度等于零，角动量也等于零。在下落过程中，猫尾巴一摔，表示它在摔动方向有一个旋转的角速度，根据角动量守恒定律，必须要有一个与尾巴摔动方向相反的旋转角速度。这个方向相反的旋转角速度，就是猫身体翻转的角速度。由于猫比较灵活，它在摔尾巴的时候，还可调节身体，减小转动惯量，使身体旋转速度加大，从而容易达到转身的目的。当接近地面时，一转身四肢着地，安全无恙。由此可见，猫尾巴的功能还是不小的呢！最后，我们请读者想一想，如果有一只大象四肢仰天往下掉，它摔尾巴能转过身来吗？