Физика горных коз на отвесных скалах

Выступ шириной всего с крышку бутылки может удержать горную козу, потому что все ее тело как будто «спроектировано» под этот узкий край скалы. Вместо грубой силы она использует анатомию, трение и постоянные микрокоррекции, чтобы направить вес тела строго через несколько квадратных сантиметров опоры.

Основная «аппаратная часть» — копыта. По краю копыта идет твердый кератиновый обод, который цепляется за мельчайшие неровности породы, а в центре находится мягкая, упругая подушечка, повышающая коэффициент трения. Эта подушечка работает как подошва скальных туфель: распределяет нагрузку и подстраивается под шероховатость камня. Раздвинутые пальцы копыта расширяют площадь опоры. В итоге совсем небольшой участок контакта превращается в механически устойчивую площадку.

Выше по телу центр масс у козы расположен необычно низко и максимально близко к скале благодаря компактному корпусу, массивной передней части тела и сильным мышцам шеи. Держа центр масс почти строго над точками опоры копыт, животное уменьшает крутящий момент, который мог бы «отрывать» его от стены. Короткие конечности еще больше укорачивают рычаг и снижают destabiliziruyushchie вращающие силы.

Всем этим управляет быстрая обратная связь от вестибулярного аппарата и проприорецепторов в мышцах и сухожилиях. Эти сенсоры постоянно посылают сигналы в нервную систему, которая запускает непрерывные постуральные рефлексы — словно алгоритм баланса, работающий без остановки. Крошечные изменения углов в суставах и напряжения мышц перераспределяют реакцию опоры еще до того, как небольшой срыв сможет превратиться в падение.

loading...