Це таємниця, яка бентежить і 5-річних, і інженерів-механіків: чому в біса шнурки постійно розв’язуються? Нове дослідження Каліфорнійського університету в Берклі, яка буде опублікована 12 квітня у журналі Праці Королівського товариства А, розглядає цю дивно недосліджену проблему і висуває теорію про те, чому навіть найтугіші шнурівки виходять з ладу.
Вчені вивчили, як вузлові конструкції виходять з ладу при тривалих навантаженнях, але ніколи при зсувних, динамічних. І це те, що досліджували дослідники з Берклі. Для цього вони встановили камеру уповільненої зйомки, щоб зняти однокурсницю Крістін Грегг, коли вона штовхається на бігову доріжку. Після того, як вони зняли Грегга, який ходив і біг, вони виявили, що руйнування вузла є поєднанням двох сил: гравітації та інерції.
Коли людина біжить, їх нога вдаряється об землю із силою тяжіння в сім разів. Це, у поєднанні з інерцією хистування ноги, створює рух розтягування та розслаблення, що послаблює вузол. Шнурки вийшли з ладу ще швидше, коли до кінчиків було накладено обтяження. «Вам дійсно потрібна як імпульсивна сила в основі вузла, так і тягнучі сили вільних кінців і петель», – сказав Крістофер Дейлі-Даймонд, співавтор дослідження. «Здається, ви не можете отримати невдачу без обох».
Більшість людей, які не є моряками або Бойскаути навчіться зав’язувати взуття одним із двох способів: квадратним і фальшивим вузлом. Останній слабший, тому що вузли мають скручування і не лягають рівно. Але навіть якщо ви знаєте, що простирадла вигинається на біговій тросі, це не має значення: дослідники виявили, що вузли краватки-метелика виходять з ладу однаково, хоча не обов’язково в один і той же час.
«Ми змогли продемонструвати, що слабкий вузол завжди виходить з ладу, а сильний вузол виходить з ладу в певному масштабі часу, але ми все ще не робимо зрозуміти, чому існує фундаментальна механічна різниця між цими двома вузлами», – сказав Олівер О’Рейлі, професор механічних наук Берклі. інженерії.
Один з висновків: коли вузол шнурка починає руйнуватися, це відбувається швидко. «Цікава річ у цьому механізмі полягає в тому, що ваші шнурки можуть бути справді довгий час, і тільки ви отримуєте один невеликий рух, щоб викликати ослаблення, що запускає цей лавинний ефект, що призводить до руйнування вузла», - говорить Грегг.
Це може бути першим кроком до науки, щоб знайти вузол, який ніколи не розв’язується (можливо, якийсь міфічний подвійний вузол). При цьому завжди є липучки.
