Физики выяснили, почему развязываются шнурки

Физики при помо­щи высо­ко­ско­рост­ной съем­ки выяс­ни­ли, что при­чи­ной раз­вя­зы­ва­ния шнур­ков явля­ют­ся меня­ю­щи­е­ся силы при дви­же­нии ног. Основную роль уче­ные отве­ли силам инер­ции, кото­рые тянут за сво­бод­ные кон­цы шнур­ков при уско­рен­ном дви­же­нии сто­пы, и реак­ции на удар ноги о поверх­ность. Исследование опуб­ли­ко­ва­но в жур­на­ле Proceedings of the Royal Society A, крат­ко о рабо­те сооб­ща­ет изда­ние «Индикатор».

«Если разо­брать­ся со шнур­ка­ми, мож­но мно­гое ска­зать о ДНК и дру­гих систе­мах, рас­па­да­ю­щих­ся под дей­стви­ем дина­ми­че­ских сил», — гово­рит соав­тор рабо­ты Кристофер Дейли-​Даймонд из Калифорнийского уни­вер­си­те­та в Беркли.

Целью иссле­до­ва­ния было понять меха­ни­ку про­цес­са раз­вя­зы­ва­ния узла-​бантика на шнур­ках под дей­стви­ем дина­ми­че­ских сил. В преды­ду­щих рабо­тах опи­сы­ва­лось, как раз­вя­зы­ва­ют­ся узлы при непре­рыв­ных нагруз­ках, но дина­ми­че­ским изме­не­ния сил и нагру­зок уде­ля­лось мало вни­ма­ния. Ученые выяс­ни­ли, что сила, раз­ви­ва­е­мая при уда­ре о поверх­ность, в семь раз пре­вы­ша­ет силу тяже­сти. Узел рас­тя­ги­ва­ет­ся и ослаб­ля­ет­ся в ответ на воз­дей­ствие. Затем под­ни­ма­ю­ща­я­ся с уско­ре­ни­ем нога вызы­ва­ет силы инер­ции, тяну­щие за сво­бод­ные кон­цы, что может быст­ро раз­вя­зать ослаб­лен­ный узел.

В допол­не­ние к дина­ми­че­ско­му вза­и­мо­дей­ствию сил на узел высо­ко­ско­рост­ная съем­ка так­же пока­за­ла боль­шую вели­чи­ну уско­ре­ния у осно­ва­ния узла. «Нужна как импульс­ная сила в осно­ва­нии узла, так и тяну­щее уси­лие на сво­бод­ных кон­цах и пет­лях, — пояс­ня­ет Дейли-​Даймонд. — По-​видимому, узел не раз­вя­зы­ва­ет­ся без обе­их ком­по­нент». Авторы про­ве­ри­ли свои выво­ды, уве­ли­чив веса кон­цов, при­чем узел стал раз­вя­зы­вать­ся намно­го быстрее.

Источник: 42.tut.by