Mecze koszykówki są pełne dźwięków, ale rytmiczne skrzypienie tenisówek jest niemal nieuniknione. Przez lata uznawano to po prostu za część sportu. Fizycy odkryli już dokładnie, dlaczego tenisówki piszczą, ujawniając zaskakująco złożoną interakcję tarcia, fizyki i szybkich impulsów.
Mechanika ruchu stick-slide
Naukowcy z Harvardu, pod kierownictwem fizyka stosowanego Adela Gelouli, wykorzystali szybkie wideo do zbadania tego zjawiska. Odkryli, że skrzypienie nie jest efektem gładkiego poślizgu, ale serii szybkich ruchów typu stick-slide. Podeszwa buta nie porusza się w sposób ciągły; zamiast tego małe sekcje przylegają do podłogi, podczas gdy inne odrywają się na chwilę, a następnie przylegają ponownie. Ten pulsujący ruch powtarza się niewiarygodnie szybko – około 4800 razy na sekundę – tworząc w powietrzu fale dźwiękowe, które słyszymy jako skrzypiący dźwięk.
Proces ten przypomina wyciąganie obrusu spod naczyń, tyle że jest znacznie szybszy i powtarzany częściej. Częstotliwość tych impulsów określa wysokość pisku. Badając ruch pod spodem (wykorzystując szkło jako substytut kortu), badacze mogli dokładnie zobaczyć, jak podeszwa zginała się i odpadała.
Rola obrońcy
Badanie wykazało również, że bieżnik buta odgrywa kluczową rolę. Gładki kawałek gumy poruszający się po tej samej powierzchni powodował jedynie chaotyczny hałas. Żebrowany bieżnik buta organizuje te impulsy, kierując je, tworząc ciągły pisk. Grubość i sztywność gumy wpływa również na wysokość dźwięku, co oznacza, że teoretycznie naukowcy mogliby dostroić pisk tak, aby był niesłyszalny dla ludzi, chociaż mogłoby to mieć wpływ na wyniki sportowe.
Poza hałasem: zabawny eksperyment
Aby zademonstrować swoje odkrycia, zespół zaprojektował nawet gumowe klocki, na których odtwarzano kultową melodię „Marsz Imperialny” z Gwiezdnych Wojen. Ten zabawny eksperyment ukazuje prostą prawdę: nawet imponująca prezencja Dartha Vadera zostałaby osłabiona przez ciche tenisówki.
Badania pokazują, że możliwe jest stworzenie cichych butów do biegania poprzez dostrojenie pisków do częstotliwości ultradźwiękowych. Jednak osiągnięcie tego bez poświęcania wydajności pozostaje wyzwaniem.
Nauka o piskach tenisówek pokazuje, że nawet najbardziej znane dźwięki mogą kryć zaskakującą złożoność. Przypomina nam, że fizyka odgrywa rolę w każdym aspekcie naszego życia, od występów sportowych po ścieżkę dźwiękową meczu koszykówki.
