C'est un mystère qui déconcerte à la fois les enfants de 5 ans et les ingénieurs mécaniciens: pourquoi diable les lacets de chaussures continuent-ils à se détacher? Une nouvelle étude de l'UC Berkeley, qui paraîtra le 12 avril dans la revue Actes de la Royal Society A, aborde ce problème étrangement sous-examiné et a avancé une théorie expliquant pourquoi même les lacets les plus serrés échouent.
Les scientifiques ont étudié comment les structures nouées échouent sous des charges soutenues, mais jamais sous des charges dynamiques et changeantes. Et c'est ce que les chercheurs de Berkeley ont enquêté. Pour ce faire, ils ont installé une caméra au ralenti pour filmer une autre étudiante diplômée Christine Gregg alors qu'elle frappait le tapis roulant. Après avoir filmé Gregg en train de marcher et de courir, ils ont découvert que la rupture des nœuds est une combinaison de deux forces: la gravité et l'inertie.
Quand une personne court, leur pied touche le sol à sept fois la force de gravité. Cela, associé à l'inertie de fouet de la jambe, crée un mouvement d'étirement et de relaxation qui desserre le nœud. Les lacets ont échoué à un rythme encore plus rapide lorsque des poids ont été appliqués sur les pointes. "Vous avez vraiment besoin à la fois de la force impulsive à la base du nœud et des forces de traction des extrémités libres et des boucles", a déclaré Christopher Daily-Diamond, co-auteur de l'étude. « Vous ne pouvez pas sembler obtenir un échec de nœud sans les deux. »
La plupart des gens qui ne sont pas marins ou Scouts apprendre à nouer ses chaussures de deux façons: le nœud carré et le faux nœud. Ce dernier est plus faible car les nœuds ont une torsion et ne reposent pas à plat. Mais même si vous connaissez un pli de drap d'une bouline en cours d'exécution, cela n'a pas d'importance: les chercheurs ont découvert que les nœuds papillon échouent de la même manière, mais pas nécessairement en même temps.
« Nous avons pu montrer que le nœud faible échouera toujours et que le nœud fort échouera à une certaine échelle de temps, mais nous ne le faisons toujours pas. comprendre pourquoi il existe une différence mécanique fondamentale entre ces deux nœuds », a déclaré Oliver O'Reilly, professeur de mécanique à Berkeley. ingénierie.
Un point à retenir est que lorsqu'un nœud de lacet commence à échouer, il le fait rapidement. « La chose intéressante à propos de ce mécanisme est que vos lacets peuvent être très bien pendant très longtemps, et ce n'est que vous obtenez un petit mouvement pour provoquer un desserrage qui déclenche cet effet d'avalanche conduisant à la rupture du nœud », explique Gregg.
Cela peut être le premier pas vers la science pour trouver un nœud qui ne se défait jamais (peut-être un double nœud mythique). En attendant, il y a toujours du velcro.
