Basketbalspellen zitten vol geluiden, maar het ritmische gepiep van sneakers is bijna onvermijdelijk. Jarenlang werd het simpelweg geaccepteerd als onderdeel van de sport. Nu hebben natuurkundigen precies vastgesteld waarom schoenen piepen, waardoor een verrassend complex samenspel van wrijving, fysica en snelle pulsen aan het licht komt.
De mechanica van Stick-Slip-beweging
Onderzoekers van Harvard, onder leiding van toegepast natuurkundige Adel Djellouli, gebruikten hogesnelheidsvideo om het fenomeen te bestuderen. Ze ontdekten dat piepen geen soepel glijden is, maar eerder een reeks snelle ‘stick-slip’-bewegingen. De zool van de schoen beweegt niet continu; in plaats daarvan houden kleine gebieden de vloer vast, terwijl andere even loskomen en vervolgens opnieuw vastgrijpen. Deze pulserende actie herhaalt zich ongelooflijk snel – ongeveer 4.800 keer per seconde – en creëert drukgolven in de lucht die we horen als een piep.
Het proces is vergelijkbaar met het uittrekken van een tafelkleed onder de vaat, maar dan veel sneller en repetitiever. De frequentie van deze pulsen bepaalt de toonhoogte van het piepen. Door de beweging van onderaf te bestuderen (met behulp van glas als stand-in voor de baan), konden onderzoekers precies zien hoe de zool knikt en loskomt.
De rol van loopvlak
Uit het onderzoek bleek ook dat het loopvlak van sneakers een cruciale rol speelt. Een plat stuk rubber dat over hetzelfde oppervlak bewoog, produceerde alleen maar chaotisch geluid. De ribbels op de sneakerzolen organiseren deze pulsen en kanaliseren ze om een consistent gepiep te creëren. De dikte en stijfheid van het rubber hebben nog meer invloed op het veld, wat betekent dat wetenschappers het piepen theoretisch zouden kunnen afstemmen zodat het onhoorbaar is voor mensen – hoewel dat ten koste zou kunnen gaan van de atletische prestaties.
Voorbij de ruis: een leuk experiment
Om hun bevindingen te demonstreren ontwierp het team zelfs rubberen blokken die de iconische ‘Imperial March’ uit Star Wars lieten piepen. Dit speelse experiment benadrukt een simpele waarheid: zelfs de imposante aanwezigheid van Darth Vader zou worden verminderd door stille sneakers.
Uit onderzoek blijkt dat het mogelijk is om stille sneakers te maken door het piepen af te stemmen op ultrasone frequenties. Het blijft echter een uitdaging om dit te bereiken zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties.
De wetenschap achter het piepen van sneakers laat zien dat zelfs de meest bekende geluiden een verrassende complexiteit kunnen verbergen. Het herinnert ons eraan dat natuurkunde een rol speelt in elk aspect van ons leven, van atletische prestaties tot de soundtrack van een basketbalwedstrijd.
