การศึกษาใหม่พบว่าเหตุใดเชือกผูกรองเท้าจึงถูกปลดออกเสมอ

เป็นเรื่องลึกลับที่ทำให้ทั้งเด็กอายุ 5 ขวบและวิศวกรเครื่องกลสะดุดใจ: ทำไมเชือกรองเท้าถึงหลุดออกมาเรื่อยๆ? การศึกษาใหม่จาก UC Berkeleyซึ่งจะตีพิมพ์ในวันที่ 12 เมษายนในวารสาร การดำเนินการของราชสมาคมAจัดการกับปัญหาที่ไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างแปลกประหลาดนี้และได้เสนอทฤษฎีว่าเหตุใดการผูกเชือกที่รัดกุมที่สุดจึงล้มเหลว

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาว่าโครงสร้างที่ผูกปมล้มเหลวอย่างไรภายใต้ภาระที่ต่อเนื่องกัน แต่ไม่เคยอยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิก และนั่นคือสิ่งที่นักวิจัยของ Berkeley ตรวจสอบ ในการทำเช่นนั้น พวกเขาได้ตั้งกล้องสโลว์โมชั่นเพื่อถ่ายเพื่อนนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา คริสติน เกร็กก์ ขณะที่เธอวิ่งบนลู่วิ่ง หลังจากที่พวกเขาถ่ายทำ Gregg เดินและวิ่ง พวกเขาพบว่าความล้มเหลวของปมเป็นการรวมกันของสองแรง: แรงโน้มถ่วงและความเฉื่อย

เมื่อมีคนวิ่งเท้าของพวกเขากระแทกพื้นเจ็ดเท่าของแรงโน้มถ่วง เมื่อรวมกับแรงเฉื่อยของขาทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่ยืดออกและผ่อนคลายซึ่งจะช่วยคลายปม เชือกผูกรองเท้าล้มเหลวในอัตราที่เร็วกว่าเมื่อใช้ตุ้มน้ำหนักกับปลาย “คุณต้องการทั้งแรงหุนหันพลันแล่นที่ฐานของปม และคุณต้องการแรงดึงของปลายอิสระและลูป” คริสโตเฟอร์ เดลี-ไดมอนด์ ผู้ร่วมวิจัยกล่าว “ คุณไม่สามารถล้มเหลวได้หากไม่มีทั้งสองอย่าง”

คนส่วนใหญ่ที่ไม่ใช่กะลาสีเรือหรือ ลูกเสือ เรียนรู้วิธีผูกรองเท้าด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสองวิธี: ปมสี่เหลี่ยมและปมปลอม อย่างหลังอ่อนแอกว่าเพราะปมมีการบิดและไม่ราบเรียบ แต่ถึงแม้ว่าคุณจะรู้ว่าแผ่นงานโค้งงอจากโบว์ลิ่งที่กำลังวิ่งอยู่ ก็ไม่สำคัญ: นักวิจัยพบว่าปมผูกหูกระต่ายล้มเหลวในลักษณะเดียวกัน แม้ว่าจะไม่จำเป็นในเวลาเดียวกัน

“เราสามารถแสดงให้เห็นว่าปมที่อ่อนแอมักจะล้มเหลวและปมที่แข็งแกร่งจะล้มเหลวในช่วงเวลาหนึ่ง แต่เรายังไม่ทำ เข้าใจว่าทำไมจึงมีความแตกต่างทางกลพื้นฐานระหว่างนอตทั้งสองนี้” Oliver O'Reilly ศาสตราจารย์ด้านเครื่องกลของ Berkeley กล่าว วิศวกรรม.

สิ่งหนึ่งที่ควรทราบก็คือเมื่อเชือกผูกรองเท้าเริ่มขาด มันจะทำได้อย่างรวดเร็ว “สิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับกลไกนี้คือเชือกผูกรองเท้าของคุณสามารถใช้งานได้นานมาก และไม่นานก็ถึง คุณจะได้รับการเคลื่อนไหวเล็กน้อยเพื่อทำให้คลายตัวซึ่งเริ่มเอฟเฟกต์หิมะถล่มซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวของปม”. กล่าว เกร็ก.

นี่อาจเป็นก้าวแรกสู่วิทยาศาสตร์ในการหาปมที่ไม่เคยหายไป (อาจเป็นปมคู่ในตำนาน) ในขณะเดียวกันก็มีเวลโครอยู่เสมอ