¿Sabes por qué los gatos caen siempre de pie?

Sabemos que los gatos tienen la asombrosa capacidad de caer siempre sobre sus patas, incluso cuando inicialmente caen con la espalda hacia el suelo. Esto es gracias a su asombrosa agilidad, ya que son capaces de girar 180º alrededor de su eje horizontal, incluso si no se les ha comunicado un movimiento de rotación cuando comienzan a caer. Ahora nos planteamos una cuestión. ¿No está esta habilidad de giro felina en contradicción de la ley de conservación del momento angular? Es decir, si despreciamos el rozamiento del aire, inicialmente, el gato cae de espaldas con una velocidad angular inicial cero. Pero para efectuar un giro de 180 grados sobre su propio eje, debe existir un cierto momento angular. Con lo cual, ¡esta cantidad no se conservaría!

Recordemos un poco esta ley. Podríamos definirla como: Si el momento del par externo resultante que actúa sobre un sistema es cero, el momento total del sistema es constante.

Sabemos que el momento angular de una partícula que se mueve en una circunferencia de radio r con velocidad angular w es:

L = mrv = Iw

donde I es el momento de inercia de la partícula respecto a un eje perpendicular al plano del movimiento que pasa por el centro del círculo. Esta ecuación es válida para los objetos que giran alrededor de un eje fijo y para los objetos que giran alrededor de un eje que se mueve de tal modo que permanece paralelo a sí mismo, tal y como lo hace el eje del gato cuando éste cae hacia el suelo.

Regresemos con nuestro amigo felino. Todos conocemos la maravillosa agilidad de los gatos. Supongamos que al caer, el gato estira primero sus patas traseras, y encoge las patas delanteras y la cabeza, torciendo su espalda. El momento angular total del gato debe ser igual al cero, como al principio. Pero como la masa de sus patas traseras se encuentra lejos del eje de rotación, una pequeña velocidad angular de la parte trasera de su cuerpo provocará el mismo momento angular que una velocidad angular grande de su parte delantera, debido a lo cerca que se encuentran sus patas del eje de rotación. Estas dos rotaciones se compensarán ya que son de diferentes sentidos, y por lo tanto darán lugar a un momento angular total igual a cero. La parte delantera del gato se volteará hacia un lado mucho más que la parte trasera en sentido opuesto.

A continuación el gato estira sus patas delanteras, encoge las patas traseras y se tuerce en sentido opuesto. Ahora las patas delanteras tendrán una velocidad angular mayor que las delanteras, lo que se debe a que las patas traseras están más cerca del eje de rotación que las patas delanteras. Por lo tanto, durante este segundo giro, la parte delantera del gato se voltea mucho menos que la trasera. Cuando al final de este torcimiento el gato extiende las patas traseras y recoge las delanteras, el animal se encuentra en la misma posición que cuando comenzó a moverse, sólo que todo su cuerpo ha girado un ángulo apreciable.

Repitiendo estos movimientos rápidamente en varias sucesiones, el gato se orienta a sí mismo correctamente y aterriza sobre sus patas. Así pues, el gato elude la ley de conservación del momento angular.

En la imagen inferior se muestra cómo nuestro amigo felino va girando y modificando su ángulo de giro mientras cae, demostrando la asombrosa capacidad de los seres vivos a caer sin violar la ley de conservación del momento angular.

Tomado de: http://www.laflecha.net/canales/ciencia/sabes-por-que-los-gatos-caen-siempre-de-pie/