Γιατί τα κορδόνια των παπουτσιών λύνονται μόνα τους. Shoe-string theory: Science shows why shoelaces come untied

Vincent van Gogh, Three Pairs of Shoes, 1886. Για πρώτη φορά οι επιστήμονες δίνουν απάντηση στο γιατί τα κορδόνια μας λύνονται πάντα, όσο σφιχτά και αν τα δέσουμε. Δύο δυνάμεις συνωμοτούν και ως «αόρατα» χέρια τα λύνουν. A new study by mechanical engineers at UC Berkeley finally shows why your shoelaces may keep coming untied. It’s a question that everyone asks, often after stopping to retie their shoes, yet one that nobody had investigated until now. The answer, the study suggests, is that a double whammy of stomping and whipping forces acts like an invisible hand, loosening the knot and then tugging on the free ends of your laces until the whole thing unravels.

Την επόμενη φορά που θα σκοντάψετε επειδή λύθηκαν τα κορδόνια σας, παρηγορηθείτε με τη σκέψη ότι έχετε να αντιμετωπίσετε ανώτερες δυνάμεις της φύσης.

Αυτό είναι το μήνυμα νέας μελέτης αμερικανών επιστημόνων, οι οποίοι πιστεύουν ότι έλυσαν το μυστήριο του γιατί τα κορδόνια των παπουτσιών, ακόμη και αν τα δέσεις καλά, θα βρουν τρόπο να λυθούν.

Δύο δυνάμεις «αόρατα χέρια»

Σύμφωνα με την μελέτη -την πρώτη του είδους της- επί το έργον βρίσκονται δύο δυνάμεις, που συνωμοτούν για να σας εκνευρίσουν ή να σας κάνουν να παραπατήσετε. Από τη μία, είναι η δύναμη του ποδιού που πιέζει το έδαφος και σταδιακά χαλαρώνει τον κόμπο και, από την άλλη, μια δεύτερη δύναμη που προκαλείται από την κίνηση του ποδιού μπρος-πίσω και η οποία δρα στις άκρες των κορδονιών. Από κοινού, οι δύο δυνάμεις, σαν ένα αόρατο χέρι, μπορούν να λύσουν τους κόμπους ακόμη και μέσα σε μερικά δευτερόλεπτα.

Οι ερευνητές της Σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, με επικεφαλής τον Κρίστοφερ Ντέϊλι-Ντάϊαμοντ, εξηγούν στο Proceedings of the Royal Society A [The roles of impact and inertia in the failure of a shoelace knot], μια επιθεώρηση της Βασιλικής Εταιρείας επιστημών της Βρετανίας, πώς χρησιμοποίησαν μια κάμερα αργής κίνησης για να μελετήσουν μια σειρά από πειράματα με κόμπους κορδονιών. Ένας ερευνητής φορούσε αθλητικά παπούτσια και έτρεχε σε διάδρομο γυμναστικής, ενώ οι άλλοι βιντεοσκοπούσαν σε υψηλή ταχύτητα τα κορδόνια.

Η διαδικασία... λυσίματος

UC Berkeley mechanical engineers have shown why your shoelaces keep coming untied. It’s a question that everyone asks themselves, often after stopping to retie their shoes, yet no one had investigated. The answer, the study suggests, is that a double whammy of stomping and whipping forces act like an invisible hand, loosening the knot and then tugging on the free ends of your laces until the whole thing unravels. Using a slow-motion camera and a series of experiments, the study shows that shoelace knot failure happens in a matter of seconds, triggered by a complex interaction of forces. The study is more than an example of science answering a seemingly obvious question. A better understanding of knot mechanics is needed for sharper insight into how knotted structures fail under a variety of forces. Produced by Roxanne Makasdjian and Stephen McNally.

Διαπιστώθηκε ότι όταν κάποιος περπατά γρήγορα ή τρέχει, το πόδι του χτυπά το έδαφος με δύναμη επταπλάσια της βαρύτητας. Αντιδρώντας σε αυτή τη δύναμη, ο κόμπος των κορδονιών αρχικά τεντώνεται και μετά χαλαρώνει. Αφού ο κόμπος έχει χαλαρώσει, το πόδι που πηγαίνει πέρα-δώθε καθώς κινείται, ασκεί μια δεύτερη δύναμη αδράνειας στις ελεύθερες άκρες των κορδονιών, πράγμα που οδηγεί στο γρήγορο λύσιμό τους ακόμη και με δύο δρασκελιές.

Τα πειράματα έδειξαν ότι μερικά κορδόνια είναι δυσκολότερο από άλλα να λυθούν, όλα όμως μπορεί να λυθούν από τις ίδιες δυνάμεις. Εννοείται ότι όσο πιο σφιχτά δέσει κανείς τα κορδόνια του, τόσο πιο δύσκολα αυτά θα λυθούν. Αλλά τελικά θα λυθούν.

Πηγές: www.amna.gr – news.berkeley.edu