Basketballspiele sind voller Geräusche, aber das rhythmische Quietschen von Turnschuhen ist fast unvermeidlich. Jahrelang wurde es einfach als Teil des Sports akzeptiert. Nun haben Physiker genau herausgefunden, warum Schuhe quietschen, und dabei ein überraschend komplexes Zusammenspiel von Reibung, Physik und schnellen Impulsen aufgedeckt.
Die Mechanik der Stick-Slip-Bewegung
Forscher in Harvard unter der Leitung des angewandten Physikers Adel Djellouli verwendeten Hochgeschwindigkeitsvideos, um das Phänomen zu untersuchen. Sie fanden heraus, dass Quietschen kein sanftes Gleiten ist, sondern eine Reihe schneller „Stick-Slip“-Bewegungen. Die Schuhsohle bewegt sich nicht ständig; Stattdessen haften kleine Bereiche am Boden, während sich andere kurzzeitig lösen und dann wieder greifen. Dieser pulsierende Vorgang wiederholt sich unglaublich schnell – etwa 4.800 Mal pro Sekunde – und erzeugt Druckwellen in der Luft, die wir als Quietschen hören.
Der Vorgang ähnelt dem Herausziehen einer Tischdecke unter dem Geschirr, ist jedoch viel schneller und wiederholter. Die Frequenz dieser Impulse bestimmt die Tonhöhe des Quietschens. Durch die Untersuchung der Bewegung von unten (unter Verwendung von Glas als Ersatz für den Boden) konnten die Forscher genau beobachten, wie sich die Sohle verformt und löst.
Die Rolle des Profils
Die Studie ergab auch, dass das Profil von Turnschuhen eine entscheidende Rolle spielt. Ein flaches Stück Gummi, das sich über dieselbe Oberfläche bewegte, erzeugte nur chaotische Geräusche. Die Rillen auf den Sneakersohlen organisieren diese Impulse und kanalisieren sie, um ein gleichmäßiges Quietschen zu erzeugen. Die Dicke und Steifigkeit des Gummis beeinflussen die Tonhöhe zusätzlich, was bedeutet, dass Wissenschaftler das Quietschen theoretisch so einstellen könnten, dass es für den Menschen unhörbar ist – allerdings könnte dies auf Kosten der sportlichen Leistung gehen.
Beyond the Noise: Ein lustiges Experiment
Um ihre Erkenntnisse zu demonstrieren, entwarf das Team sogar Gummiblöcke, die den legendären „Imperial March“ aus Star Wars quietschen ließen. Dieses spielerische Experiment verdeutlicht eine einfache Wahrheit: Selbst Darth Vaders imposante Präsenz würde durch lautlose Turnschuhe geschmälert.
Die Forschung legt nahe, dass es möglich ist, leise Turnschuhe zu entwickeln, indem man das Quietschen auf Ultraschallfrequenzen abstimmt. Dies ohne Leistungseinbußen zu erreichen, bleibt jedoch eine Herausforderung.
Die Wissenschaft des Turnschuhquietschens zeigt, dass selbst die bekanntesten Geräusche eine überraschende Komplexität verbergen können. Es ist eine Erinnerung daran, dass die Physik in jedem Aspekt unseres Lebens eine Rolle spielt, von der sportlichen Leistung bis zum Soundtrack eines Basketballspiels.
