5歳のエンジニアと機械エンジニアの両方を困惑させるのは謎です。なぜ靴ひもがほどけ続けるのでしょうか。 カリフォルニア大学バークレー校からの新しい研究、4月12日にジャーナルに掲載されます 王立協会紀要Aは、この奇妙に過小評価されている問題を取り上げ、最もタイトなレースアップでさえ失敗する理由についての理論を提示しました。
科学者たちは、結び目のある構造が持続的な負荷の下でどのように失敗するかを研究しましたが、シフトする動的なものの下では決して失敗しません。 そして、それがバークレーの研究者が調査したものです。 そのために、彼らはスローモーションカメラを設置して、大学院生の仲間であるChristineGreggがトレッドミルにぶつかったときに撮影しました。 グレッグのウォーキングとランニングを撮影した後、結び目の失敗は重力と慣性の2つの力の組み合わせであることがわかりました。
人が走っているとき、彼らの足は重力の7倍で地面にぶつかります。 それは、脚のホイップ慣性と相まって、結び目を緩めるストレッチとリラックスの動きを生み出します。 先端に重りをかけると、靴ひもはさらに速い速度で失敗しました。 「結び目の根元にある衝撃力と、自由端とループの引っ張り力の両方が本当に必要です」と、この研究の共著者であるクリストファー・デイリー・ダイアモンドは述べています。 「両方がなければ、結び目が失敗することはないようです。」
船員でもないほとんどの人 ボーイスカウト 四角い結び目と偽りの結び目という2つの方法のいずれかで靴を結ぶ方法を学びます。 後者は結び目がねじれていて平らにならないので弱いです。 しかし、走っているもやい結びから一重継ぎを知っていても、それは問題ではありません。研究者は、蝶ネクタイの結び目が同じように失敗することを発見しましたが、必ずしも同時にではありません。
「弱い結び目は常に失敗し、強い結び目は特定の時間スケールで失敗することを示すことができましたが、それでも失敗しません。 これら2つの結び目に根本的な機械的な違いがある理由を理解してください」とバークレー校の機械教授であるオリバーオライリーは述べています。 エンジニアリング。
1つのポイントは、靴紐の結び目が失敗し始めると、すぐに失敗することです。 「このメカニズムの興味深い点は、靴ひもが非常に長い間問題ない可能性があることです。 少しの動きで緩みが生じ、この雪崩効果が始まり、結び目の失敗につながります」と述べています。 グレッグ。
これは、決して解き放たれない結び目を科学が理解するための最初のステップかもしれません（おそらくいくつかの神話上の二重の結び目）。 その間、常にベルクロがあります。
