Баскетбольные матчи полны звуков, но ритмичный скрип кроссовок почти неизбежен. Годами это просто принималось как часть спорта. Теперь физики точно выяснили, почему кроссовки скрипят, обнаружив удивительно сложное взаимодействие трения, физики и быстрых импульсов.
Механика движения «прилипания-скольжения»
Исследователи из Гарварда под руководством прикладного физика Аделя Джелули использовали высокоскоростную видеосъемку для изучения этого явления. Они обнаружили, что скрип – это не плавное скольжение, а серия быстрых движений «прилипания-скольжения». Подошва кроссовка не двигается непрерывно; вместо этого небольшие участки цепляются за пол, в то время как другие на мгновение отрываются, а затем снова цепляются. Это пульсирующее движение повторяется невероятно быстро – около 4800 раз в секунду – создавая звуковые волны в воздухе, которые мы слышим как скрип.
Процесс аналогичен выдергиванию скатерти из-под посуды, но гораздо быстрее и повторяется чаще. Частота этих импульсов определяет высоту скрипа. Изучая движение снизу (используя стекло в качестве замены корта), исследователи могли видеть, как именно подошва изгибается и отрывается.
Роль протектора
Исследование также показало, что протектор кроссовок играет решающую роль. Гладкий кусок резины, движущийся по той же поверхности, создавал только хаотичный шум. Ребристый протектор кроссовок организует эти импульсы, направляя их для создания постоянного скрипа. Толщина и жесткость резины также влияют на высоту звука, что означает, что ученые теоретически могли бы настроить скрип так, чтобы он был неслышен для человека, – хотя это может сказаться на спортивных результатах.
За пределами шума: забавный эксперимент
Чтобы продемонстрировать свои выводы, команда даже разработала резиновые блоки, которые издавали культовую мелодию «Imperial March» из Звездных войн. Этот игривый эксперимент подчеркивает простую истину: даже внушительное присутствие Дарта Вейдера было бы ослаблено тихими кроссовками.
Исследование показывает, что можно создать бесшумные кроссовки, настроив скрип на ультразвуковые частоты. Однако достижение этого без ущерба для производительности остается сложной задачей.
Наука о скрипе кроссовок показывает, что даже самые знакомые звуки могут скрывать удивительную сложность. Это напоминание о том, что физика играет роль во всех аспектах нашей жизни, от спортивных результатов до звуковой дорожки баскетбольного матча.
