Het is een mysterie waar zowel 5-jarigen als werktuigbouwkundigen van schrikken: waarom blijven schoenveters in godsnaam losraken? Een nieuwe studie van UC Berkeley, die op 12 april in het tijdschrift wordt gepubliceerd Proceedings van de Royal Society A, neemt dit vreemd onderbelichte probleem aan en heeft een theorie geponeerd over waarom zelfs de strakste veterschoenen falen.
Wetenschappers hebben onderzocht hoe geknoopte constructies bezwijken onder aanhoudende belasting, maar nooit onder verschuivende, dynamische. En dat hebben de onderzoekers van Berkeley onderzocht. Om dit te doen, zetten ze een slow motion-camera op om medestudent Christine Gregg te filmen terwijl ze op de loopband sloeg. Nadat ze Gregg lopend en rennend hadden gefilmd, ontdekten ze dat het falen van een knoop een combinatie is van twee krachten: zwaartekracht en traagheid.
Wanneer een persoon aan het rennen is, hun voet raakt de grond met zeven keer de zwaartekracht. Dat, in combinatie met de opzwepende traagheid van het been, zorgt voor een rek- en ontspannende beweging die de knoop losmaakt. Veters faalden in een nog sneller tempo wanneer gewichten op de tips werden toegepast. "Je hebt echt zowel de impulskracht aan de basis van de knoop nodig als de trekkrachten van de vrije uiteinden en de lussen", zegt Christopher Daily-Diamond, co-auteur van het onderzoek. "Je kunt geen knoopfalen krijgen zonder beide."
De meeste mensen die geen zeilers zijn of Padvinders leer hoe ze hun schoenen op twee manieren kunnen strikken: de vierkante knoop en de valse knoop. Dit laatste is zwakker omdat de knopen een draai hebben en niet plat liggen. Maar zelfs als je een lakenbocht kent van een lopende paalsteek, maakt het niet uit: onderzoekers ontdekten dat vlinderdasknopen op dezelfde manier mislukken, hoewel niet noodzakelijkerwijs tegelijkertijd.
“We waren in staat om aan te tonen dat de zwakke knoop altijd zal falen en de sterke knoop zal falen op een bepaalde tijdschaal, maar we doen nog steeds niet begrijpen waarom er een fundamenteel mechanisch verschil is tussen die twee knopen”, zegt Oliver O’Reilly, Berkeley professor mechanische Engineering.
Een afhaalpunt is dat wanneer een schoenveterknoop begint te falen, dit snel gebeurt. “Het interessante aan dit mechanisme is dat je veters heel lang goed kunnen blijven, en dat is pas… je krijgt een klein beetje beweging om losraken te veroorzaken, waardoor dit lawine-effect begint, wat leidt tot het falen van de knoop, "zegt Gregg.
Dit kan de eerste stap zijn in de richting van de wetenschap om een knoop uit te zoeken die nooit meer loskomt (misschien een mythische dubbele knoop). In de tussentijd is er altijd klittenband.
