猫从高处摔落过程的实验模拟及相关物理研究
实验背景
猫从高处摔落时,都会通过调整身体的姿态以使自己四脚首先着地,从而避免受伤。
本实验课题要求制作一个猫的模型,能够演示这一现象,并在此基础上研究相光的物理内容。
实验前应回答的问题
- 有机会时,用手托起一只猫,观察它在不同身体姿态时,身体各部分的资态如何?
- 猫下落时,如果开始时不是四脚朝下,猫可以通过哪些方法调整身体姿态?
- 猫在调整身体姿态时,什么物理量是守恒的?
- 制作猫模型时,什么材料、参数可能会很关键?
实验内容
- 制作一个猫的实物模型,能够自动实现下落过程中的“姿态调整”,以保证“四脚落地”;
- 研究对一个特定的模型,要实现“四脚落地”,每种初始姿态所需的调整距离是多少;
- 改变尾巴的大小和与身体的连接方式,讨论它们对“四脚落地”前每种初始姿态所需的调整距离的影响;
- 其它有趣的研究内容。
实验室可提供的主要器材
- 实验室提供加工制作过程中所需的各种工具,材料需要自己采购和加工(实验室提供合理的经费支持)。
实验报告要求
- 详细说明制作过程中关键的环节;
- 对有关的研究内容,写出详细的研究报告;