一项创新的研究将社交媒体上的猫咪宠儿转变为物理学的研究焦点。来自西班牙加利西亚高能物理研究所(IGFAE)的研究员Anxo Biasi,受到自家猫咪Eme的启发,在《美国物理学杂志》上发表了一篇探讨“猫咪运动方程”的独特论文。
Biasi在巴黎高等师范学院完成研究工作后,通过La Caixa青年领袖项目加入了IGFAE。他的研究目的是“以轻松有趣的方式传播物理学知识,让学生领略物理学的魅力”。这个原本是愚人节玩笑的想法,最终演变成了一篇严谨的学术文章。
基于与猫咪Eme的日常互动,Biasi总结出了七种典型的猫咪行为模式,并提出假设:“猫咪的行为似乎受到人类周围某种力的影响”。在这个模型中,猫咪被视为遵循牛顿力学的质点,其运动受到人类存在产生的外部势能的影响。
该方程考虑了多个变量:x(t)表示猫咪在t时刻相对于位于原点(x=0)的人的位置,m代表猫咪的质量,ε则是考虑猫咪疲劳程度的摩擦系数。通过这个方程,研究者能够解释猫咪的“不服从召唤”、“容易分心”以及“偏爱特定人类的腿”等行为特征。
论文还深入探讨了猫咪特有的“咕噜声”,将其视为一种稳定机制。当猫咪被抚摸时发出咕噜声,人类更倾向于继续抚摸,从而形成正向反馈循环。此外,研究还分析了猫咪著名的“疯狂半小时”(俗称“zoomies”)现象,通过在方程中加入随机变量来模拟这种突发的剧烈运动。
这项研究不仅充满趣味,还具有重要的教育意义。Biasi强调,这篇论文适用于经典力学入门课程,展示了如何运用简单的物理定律解释复杂且看似无关的行为。通过易于理解的动态模型,降低了学习者对抽象概念的理解难度。
这项创新的研究让我们以全新的视角理解猫咪行为,同时也展示了物理学在解释日常现象方面的强大能力。正如Biasi所言:“物理学不仅仅是探索宇宙的奥秘,用它来解释日常生活也同样有趣!”
参考资料:https://phys.org/news/2024-10-physicist-cat-reveal-equation-motion.html
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