See on mõistatus, mis jahmatab nii 5-aastaseid kui ka mehaanikainsenere: miks, kurat, tulevad kingapaelad aina lahti? Uus uuring Berkeley ülikoolist, mis ilmub 12. aprillil ajakirjas Kuningliku seltsi toimetised A, võtab selle veidralt alahinnatud probleemi ette ja on esitanud teooria selle kohta, miks isegi kõige tihedamad paelad ebaõnnestuvad.
Teadlased on uurinud, kuidas sõlmitud struktuurid katkevad pideva koormuse korral, kuid mitte kunagi nihkuva dünaamilise koormuse korral. Ja seda uurisid Berkeley teadlased. Selleks seadsid nad üles aegluubis kaamera, et filmida kaasõpilast Christine Greggi, kui ta jooksurajale põrutab. Pärast Greggi kõndimise ja jooksmise filmimist leidsid nad, et sõlme purunemine on kahe jõu kombinatsioon: gravitatsioon ja inerts.
Kui inimene jookseb, tabab nende jalg maad seitsmekordse gravitatsioonijõuga. See koos jala piitsutamise inertsiga loob venitus- ja lõdvestusliigutuse, mis vabastab sõlme. Paelad ebaõnnestusid veelgi kiiremini, kui otstele raskusi rakendati. "Te vajate tõesti nii impulssjõudu sõlme põhjas kui ka vabade otste ja silmuste tõmbejõudu," ütles uuringu kaasautor Christopher Daily-Diamond. "Tundub, et ilma mõlemata ei saa sõlme ebaõnnestuda."
Enamik inimesi, kes pole meremehed või Skaudid õppige, kuidas oma kingi siduda kahel viisil: ruutsõlm ja valesõlm. Viimane on nõrgem, kuna sõlmed on keerdumusega ega asetu lamedalt. Kuid isegi kui teate jooksva kaussi lina painutust, pole see oluline: teadlased leidsid, et kikilipsu sõlmed ebaõnnestuvad samal viisil, kuigi mitte tingimata samal ajal.
"Me suutsime näidata, et nõrk sõlm ebaõnnestub alati ja tugev sõlm ebaõnnestub teatud ajaskaalal, kuid me siiski ei tee seda mõista, miks nende kahe sõlme vahel on põhimõtteline mehaaniline erinevus, ”ütles Berkeley mehaanikaprofessor Oliver O’Reilly. inseneritöö.
Üks väljavõte on see, et kui kingapaela sõlm hakkab ebaõnnestuma, läheb see kiiresti. "Selle mehhanismi juures on huvitav see, et teie paelad võivad olla korras tõesti pikka aega ja alles saate ühe väikese liigutuse, et põhjustada lõdvenemist, mis käivitab selle laviiniefekti, mis viib sõlme purunemiseni," ütleb Gregg.
See võib olla esimene samm teaduse suunas, et leida sõlm, mida kunagi lahti ei saa (võib-olla mõni müütiline topeltsõlm). Vahepeal on alati takjapael.
