Oma kissa, Eme, inspiroi häntä laatimaan yhtälön, joka kuvaa hänen nelijalkaisen ystävänsä liikkeitä, asettaen kissat klassisen mekaniikan demonstraation keskiöön.
Kissan liike-eron tarkka kuvaus.
Luotto: American Journal of Physics
Luotto: American Journal of Physics
Tämän tutkimuksen myötä Biasi pyrkii yksinkertaistamaan fysiikkaa suurelle yleisölle. Tavoitteena on osoittaa, kuinka peruslait voivat soveltua tavallisiin tilanteisiin, käyttäen esimerkkinä, jota jokainen voi tarkkailla omassa kodissaan: kissan liikkumista.
Mallintaakseen tätä ainutlaatuista suhdetta kissan ja sen ihmisen välillä, Biasi käyttää yksinkertaista yhtälöä. Tässä mallinnuksessa kissa nähdään "pistehiukkasena", joka liikkuu potentiaalikaivossa, jonka ihmisen läsnäolo luo. Soveltamalla Newtonin mekaniikan lakeja, tutkimus havainnollistaa useita tyypillisiä kissojen käyttäytymismalleja, mukaan lukien niiden taipumus pysyä lähellä omistajiaan.
Tutkimus syntyi halusta tehdä fysiikasta hauskaa ja saavutettavaa. Biasi kertoo, että projekti alkoi akateemisena vitsinä, joka sai inspiraationsa joidenkin hänen kollegoidensa humoristisista töistä, ennen kuin se sai vakavampia piirteitä. Alun perin vitsiltä vaikuttanut idea on muuttunut hyödylliseksi tieteelliseksi malliksi fysiikan ymmärtämiseksi leikkisän lähestymistavan kautta.
Yhtälönsä laatimiseksi Biasi sai inspiraatiota Emen seitsemästä päivittäisestä käyttäytymisestä. Näistä käyttäytymisistä hän huomaa, että kissoilla näyttää olevan "voiman tunne", joka saa ne pysymään ihmisen lähellä. Tämä malli mahdollistaa kissan ja sen ympäristön vuorovaikutusten systemaattisen analysoinnin.
Yhtälö, joka sisältää muuttujia kuten kissan massa ja kitkakerroin väsymyksen simuloimiseksi, tarjoaa tulkinnan sen liikkeestä ihmiseen läheisyyden mukaan. Tämän kaavan kautta tutkimus paljastaa vaiheet, jotka ovat tarpeen fyysisten mallien rakentamiseksi päivittäisistä havainnoista.
Analyysi keskittyy myös käyttäytymisiin, kuten kehräämiseen, jota Biasi kuvaa stabilointimekanismina. Hän ehdottaa, että kun kissa kehrää silitettynä, tämä reaktio kannustaa ihmistä jatkamaan kosketusta, luoden näin positiivisen vahvistamisen sykli molempien välillä.
Kissojen kuuluisat "yöhuvit", tai "zoomies", löytävät myös paikkansa mallista. Näinä hallitsemattoman energian hetkinä kissan hätkähdyttävät liikkeet vaativat satunnaisen termin lisäämistä yhtälöön, joka edustaa ulkoista "pakotusta", joka vangitsee näiden äkillisten impulssien spontaanisuuden.
Hauskuuden lisäksi tämä yhtälö toimii pedagogisena työkaluna klassisen mekaniikan opetuksessa. Biasi tarkentaa, että hänen malliansa voitaisiin käyttää fysiikan perusteiden esittelemiseen aloittelijoille, osoittamalla kuinka monimutkaisia käyttäytymismalleja voidaan selittää yksinkertaisilla laeilla.
Näin ollen tämä yhtälö edustaa uutta tapaa lähestyä fysiikkaa niille, jotka epäröivät abstraktien käsitteiden edessä. Yhdistämällä tieteen ja tutut käyttäytymiset, Biasi toivoo herättävänsä uteliaisuutta ja oppimista niin universaalista aiheesta kuin kissat.