5세 어린이와 기계 엔지니어 모두를 당황하게 하는 미스터리입니다. 신발 끈은 왜 계속 풀리는 걸까요? UC 버클리의 새로운 연구, 4월 12일 저널에 게재 왕립학회 A, 이 이상하게 과소 평가된 문제를 해결하고 가장 타이트한 레이스업도 실패하는 이유에 대한 이론을 제시했습니다.
과학자들은 매듭이 있는 구조가 지속적인 하중에서 어떻게 실패하지만 변화하는 동적 하중에서는 결코 실패하는지 연구했습니다. 그리고 그것이 버클리 연구원들이 조사한 것입니다. 그렇게 하기 위해 그들은 동료 대학원생인 Christine Gregg가 러닝머신을 치는 모습을 촬영하기 위해 슬로우 모션 카메라를 설정했습니다. Gregg가 걷고 뛰는 것을 촬영한 후 매듭 실패는 중력과 관성이라는 두 가지 힘의 조합이라는 것을 발견했습니다.
사람이 달릴 때, 그들의 발은 중력의 7배에 달하는 힘으로 땅에 닿습니다. 이는 다리의 휘젓는 관성과 결합되어 매듭을 풀어주는 스트레칭 및 이완 동작을 만듭니다. 팁에 추를 가했을 때 끈이 더 빠른 속도로 끊어졌습니다. 이 연구의 공동 저자인 Christopher Daily-Diamond는 "매듭 바닥에 있는 충격력과 자유 끝단과 고리의 당기는 힘이 모두 필요합니다."라고 말했습니다. "둘 다 없이는 매듭이 잘 풀리지 않는 것 같습니다."
선원이 아닌 대부분의 사람들은 보이 스카우트 네모난 매듭과 거짓 매듭의 두 가지 방법 중 하나로 신발을 묶는 방법을 배웁니다. 후자는 매듭이 꼬여 있고 평평하지 않기 때문에 더 약합니다. 그러나 달리는 볼라인에서 시트가 구부러지는 것을 알고 있더라도 중요하지 않습니다. 연구원들은 나비 넥타이 매듭이 반드시 동시에는 아니지만 동일한 방식으로 실패한다는 것을 발견했습니다.
"약한 매듭은 항상 실패하고 강한 매듭은 일정 시간 규모에서 실패한다는 것을 보여줄 수 있었지만 여전히 그렇지 않습니다. 그 두 매듭 사이에 근본적인 기계적 차이가 있는 이유를 이해하십시오.”라고 버클리 역학 교수 올리버 오라일리가 말했습니다. 공학.
한 가지 주의할 점은 신발끈 매듭이 풀리기 시작하면 너무 빨리 풀리는 것입니다. "이 메커니즘의 흥미로운 점은 끈이 정말 오랫동안 괜찮을 수 있다는 것입니다. 매듭 실패로 이어지는이 눈사태 효과를 시작하는 느슨해짐을 유발하기 위해 약간의 움직임을 얻습니다."라고 말합니다. 그렉.
이것은 결코 풀리지 않는 매듭(아마도 어떤 신화적인 이중 매듭)을 찾아내는 과학을 향한 첫 번째 단계일 수 있습니다. 그 동안에는 항상 벨크로가 있습니다.
