Ученые рассказали, почему шнурки всегда развязываются

На узел воздействуют силы, сравнимые с перегрузками космонавтов при старте корабля

12:52, 13 апреля 2017 Общество
513a7ab36ba2377de7dc269817fd51e1.jpg
Фото: Фото: Стоп-кадр эксперимента

Эксперименты показали, что на узел шнурков воздействуют неожиданно мощные силы, сравнимые с перегрузками космонавтов при старте корабля, сообщает РИА VladNews со ссылкой на naked-science.

Различные узлы - это не только привычный элемент быта, но и предмет изучения для многих ученых. Существуют таблицы, в которых перечислены все типы узлов, допускающие проекции на плоскость.

Различные силы воздействуют на веревку в узле неравномерно. Например, нити на внешней стороне дуги узла натягиваются сильнее, чем внутренние. Самые популярные узлы ослабляют веревку на 30–60%.

При этом в центре внимания ученых оказываются не только сложные узлы со множеством пересечений. 

Профессор Калифорнийского университета в Беркли Оливер О’Рейли и его коллеги посвятили свою новую работу обычному обувному «бантику». Этот простейший узел знаком даже детям: идея исследования посетила О’Рейли, когда он учил свою дочь завязывать шнурки. Ученый нашел в Интернете множество видеороликов о том, как завязать узел, но ни одного о том, почему шнурки развязываются сами по себе, как бы тщательно вы их не затягивали.

Перед тем, как развязаться окончательно, узел начинает постепенно ослабевать. Чтобы зафиксировать все детали этого процесса, ученым потребовалось немало времени и усилий. Узел на кроссовках участницы эксперимента снимала высокоскоростная камера. Чтобы выяснить, каким образом он деформируется, исследователи использовали акселерометр - прибор, измеряющий в том числе силу реакции опоры, возникающую при ускоренном движении.

Результаты измерений показали, что шнурки бегуна испытывают воздействие до 7g. Для сравнения, схожие перегрузки переносят космонавты при старте корабля, а пассажир при взлете самолета испытывает около 1,5g. Кроме того, взад-вперед двигаются петли узла и свободные концы шнурков - на них воздействует сила инерции, и узел ослабевает.

Когда завязанные шнурки подвесили на маятнике, большинство узлов продержались максимум 15 минут. Различные силы, действующие на узел, создают «эффект лавины», и шнурки все равно развязываются. Однако ученые обнаружили, что некоторые типы узлов способны не развязываться дольше.

Стадии развязывания узла