Kanapka z kotem, czyli jak zrobić perpetuum mobile

Czas czytania w minutach: 4

Kot zawsze spada na cztery łapy. Prawda? No raczej. Posmarowana kromka zawsze spada masłem do dołu. Prawda? Prawda. A gdyby tak przywiązać kanapkę do kota… czy zatrzyma się nad ziemią i zacznie kręcić?

Paradoks kota z kromką posmarowaną masłem

Pewnie już wiecie, że na tym blogu lubimy zwierzątka. Mądre zwierzątka, zwierzątka, które przeżyły, zwierzątka, które widzą fale radiowe… A najbardziej lubimy kota Schroedingera, który w wyniku eksperymentu myślowego jest naraz żywy i martwy. Lubimy też inny eksperyment myślowy: ten z kotem i kanapką. O co chodzi? Pozwól, że wyjaśnię.

Eksperymenty myślowe to, w dużym skrócie, takie które mogą być przeprowadzone teoretycznie, ale w praktyce jest to bardzo trudne, wręcz niemożliwe, albo po prostu: niemoralne. Tak jak w przypadku statku Tezeusza: jeżeli każdego dnia wymienimy jeden element statku, to czy po wymianie wszystkich elementów będzie on nadal tym samym statkiem?

Paradoks kota z kromką posmarowaną masłem opiera się na dwóch założeniach: że koty spadają na cztery łapy, a kanapki spadają posmarowaną stroną na dół. A więc jeżeli uda nam się przymocować kotu kanapkę go grzbietu¹ i upuścimy go z pewnej wysokości, to logika wskazywałaby, że otrzymamy niespadalną instalację. Kot musi spaść na łapy. Ale na plecach ma kanapkę, a ona musi spaść masłem do dołu. Zgodnie z założeniami eksperymentu, w tym momencie cała ta kocio-maślana instalacja powinna zacząć kręcić się w kółko nad ziemią, bo nie mogłaby spaść na nią ani tak, ani owak.

Oczywiście, cały eksperyment jest przede wszystkim zabawą opartą na założeniu, że kot i kanapka ZAWSZE spadają na cztery łapy czy posmarowaną stronę. Przyznajcie, perpetuum mobile z kota wydaje się bardzo atrakcyjnym wynalazkiem. Zdrowy rozum podpowiada nam jednak, że w obu tematach spadalność na jedną czy drugą stronę to nie jest proste pół na pół. A co mówią o tym badania?

Czy koty zawsze spadają na cztery łapy?

Jak pamiętacie z naszego artykułu o błędzie przeżywalności, badanie przeprowadzone w latach 80. wskazywało, że zwierzęta, które trafiły do kliniki weterynaryjnej po upadku z dużej wysokości, charakteryzowały się zaskakująco wysoką przeżywalnością. Co może rzeczywiście oznaczać, że jeśli zwierzę rzeczywiście przeżyje taki upadek, to znaczy, że udało mu się całkiem skutecznie uniknąć poważnych obrażeń i szybko wróci do zdrowia. Ale oznacza też, że… w tych badaniach nie wzięto pod uwagę wszystkich tych zwierzaków, które takiego upadku nie przeżyły.

Jest jednak prawdą, że koty posiadają wrodzoną zdolność do obracania się łapami w dół przy upadku. Nic dziwnego, instynktownie dążą przecież do przebywania jak najwyżej: na szczycie regału, gałęzi drzewa, balkonie czy dachu budynku. Obrócenie się łapami w kierunku ziemi daje spadającemu zwierzęciu większą kontrolę nad sytuacją i pomaga w zamortyzowaniu upadku. Co ciekawe, koty są w stanie obrócić się bardzo szybko, już przy upadku z niecałego metra. Co jeszcze ciekawsze, odruch ten zupełnie znika w stanie nieważkości, co pokazuje ten film nakręcony podczas lotu parabolicznego.

Odpowiedzmy więc jednoznacznie: nie, koty nie zawsze spadają na cztery łapy, ale są w tym bardzo dobre.

Czy kanapka zawsze spada masłem do dołu?

Jak to jest z tymi kanapkami? Zgodnie z poetyką całego dzisiejszego argumentu, posłużę się dowodem anegdotycznym: otóż dosłownie wczoraj wypadł mi z ręki posmarowany kawałek chleba i spadł masłem do góry. Co w sumie było mi całkiem na rękę. Mniej sprzątania.

Są jednak poważni ludzie, którzy rzeczywiście postanowili zbadać sprawę naukowo. Zespół z Manchester Metropolitan University, prowadzony przez profesora Christophera Smitha, zbadał zachowanie 100 spadających tostów z masłem. Wynik? Rzeczywiście, większość tostów obracała się w locie tylko jeden raz i lądowała posmarowaną stroną w dół.

Inni poważni ludzie poszli krok dalej: przygotowali równanie pozwalające obliczyć moment pędu posmarowanego tosta spadającego ze stołu. Wśród zmiennych znalazły się między innymi wysokość stołu i odległość krawędzi tosta od krawędzi stołu. Zgodnie z równaniem, upadek z odpowiednio wysokiego stołu pozwoli tostowi obrócić się o 360 stopni i spaść na nie posmarowaną stronę. Temat jest na tyle poważny, że autor równania, Robert Matthews, w 1996 roku otrzymał za swoją pracę nagrodę Ig Nobla.

Przypominamy, że równanie to działa wyłącznie w przypadku tostów z masłem. Przygotowanych z amerykańskiego chleba tostowego, posmarowanych amerykańskim masłem. W Polsce pół bułki wrocławskiej z masmiksem spadnie, jak mu się tylko będzie podobało. Spodziewaliście się, że nawet fizyka powinna uwzględniać różnice kulturowe?

To jak jest z tym latającym kotem?

Czyli jednak? Jeśli w odpowiednich warunkach zrzucimy kota z odpowiednio przygotowaną kanapką z odpowiedniej wysokości, otrzymamy wiecznie obracające się perpetuum mobile? No… niekoniecznie.

Jakbyśmy nie chcieli na to patrzeć, kocia zdolność spadania na cztery łapy jest wyłącznie ewolucyjnym dostosowaniem, a nie magiczną właściwością. A fizyka spadania chleba z masłem opisuje co najwyżej pewną prawidłowość. Poza tym: kot i kanapka nie pokonają grawitacji. Niezależnie od wszystkiego, grawitacja zawsze wygra. Chyba że rozmawiamy o musicalowej Złej Czarownicy z Zachodu, albo o równaniu Ciołkowskiego.

Od autorki

Ten wpis jest o wiele mniej poważny, niż to, co mieliśmy zaplanowane do publikacji na dziś. Niestety, w czasie przygotowywania dzisiejszego artykułu cała ekipa blogowa zgłosiła niedyspozycję, a katar i bolące gardła pozwoliły nam skupić się wyłącznie na temacie latających kotków. Z poważnymi tematami wrócimy za tydzień.

W międzyczasie przypominamy o naszym Patronite. Jeśli podobamy się Wam w wersji niepoważnej, to pomyślcie ile zyskacie z naszego comiesięcznego poważnego maila do patronów!

Paradoks kota z kromką posmarowaną masłem

Czy koty zawsze spadają na cztery łapy?

Czy kanapka zawsze spada masłem do dołu?

To jak jest z tym latającym kotem?

Od autorki

Bibliografia

Powiązane wpisy: