그것은 어디에서나 테니스 신발 착용자의 골수입니다. 끈을 꽉 묶어 있더라도 종종 가장 부적절한 시간에 취소되는 것 같습니다. 이제 처음으로 과학자들은 끈으로 묶는 이유를 풀었다. 이 작업은 또한 묶는 최고의 매듭을 보여 주며 수술에서 새로운 암 약물에 이르기까지 모든 것에 영향을 줄 수 있습니다.
매사추세츠 주 윌리엄스 타운에있는 윌리엄스 대학 (Williamstown)의 수학자 인 콜린 아담스 (Colin Adams)는“우리는 그들을 항상 다루었다”고 말했다. "그러나 아무도 시간을내어 아무도 말하지 않았다 :왜 그런 일이 일어나고 있습니까?"
구함에 대해 우리가 알고있는 한 가지가 있습니다. "정사각형 매듭"은 "Granny Knot"보다 더 잘 유지됩니다. 두 매듭은 두 개의 토끼 귀 루프와 함께 거의 동일하게 보이지만 할머니는 옆으로 회전하는 경향이 있습니다. 한 루프는 신발을 가리키고 다른 하나는 아래로 내려갑니다. (아직 혼란 스럽습니까?이 TED 비디오를 확인하십시오.)
최고의 매듭조차 실패하는 이유를 알아 내기 위해 캘리포니아 대학교, 버클리 대학의 기계 엔지니어 인 Oliver O'Reilly는 런닝 머신에 자원 봉사자를 두었습니다. 시험 대상은 그녀의 신발을 약한 할머니 매듭으로 묶어 연구원들이 그것을 풀는 것을 볼 가능성이 더 높았습니다. 과학자들은 가속도계를 그녀의 신발에 부착하여 각 보폭에 경험이있는 매듭을 가속 또는 G-Force를 측정했습니다.
이 팀은 슬로우 모션 비디오를 사용하여 매듭 미끄러짐의 두 단계를 발견했습니다. 각 단계마다 점진적으로 풀리고 갑자기 "치명적인 실패". 매듭이 풀리기 시작했을 때, 그것은 두 걸음 안에 떨어졌습니다. 연구원들은 롤러 코스터가 생성 할 수있는 것보다 더 많은 g-force에 놀랐습니다.
.걷기가 핵심이었습니다. 참가자들이 방금 발을 밟거나 테이블에 앉아있는 동안 휘두르면 걸어 다니면서 걸어가는 15 미터 내에 실패한 것과 같은 매듭이 오늘 왕립 소사이어티의 절차 에서보고합니다. . 그 자체로는 그 자체로 영향을 미치거나 스윙하는 것도 매듭을 취소하기에 충분하지 않았습니다.
O'Reilly는“우리는이 두 가지 결합 효과가 신발 매듭이 실패하게된다는 것을 알 수있었습니다. "둘 다 함께 필요합니다."
그런 다음 과학자들은 노트가 풀리는 데 걸리는 시간과 끈이 미끄러지는 속도를 측정하기위한 실험을 설계했습니다. 주말에 신발 끈 예산을 세우고 실험실 장비를 빌린 연구원들은 접시를 때리는 기계 진자를 설계했습니다. 진자의 스윙은 다리 움직임을 근사화했으며, 신발이 땅에 영향을 미쳤습니다. 진자는 가중 끝이있는 신발 끈을 자랑했습니다. 러너의 신발에 대한 끝이 얼마나 강력한지를 시뮬레이션하기 위해 추가 된 무게가 필요했습니다. 이 팀은이 제어 된 설정을 사용하여 할머니 나 사각형을 묶은 신발 끈의 정확한 슬립 속도를 계산했습니다.
실험은 런닝 머신 관찰을 확인했습니다. 두 매듭은 처음에 각 스윙과 진자의 충격마다 느리고 점진적인 속도로 미끄러졌습니다. 그러나 결국, 레이스는 훨씬 더 빠른 속도로 빠르게 미끄러질 수있을 정도로 느슨해졌습니다. 이 연구는 또한 사각형 매듭의 우수성을 보여 주었다. 이 승리 한 매듭은 약 절반의 시간 (가중치에 걸렸을 때)에 실패했지만 할머니 매듭은 항상 실패했습니다.
그러나 과학자들은 하나의 매듭이 더 탄력적이라는 것을 알고 있지만 여전히 이유를 설명 할 수 없습니다. 아담스는 레이스가 매듭 내에서 서로 대항하는 방식과 매듭의 긴장과 관련이있을 수 있다고 Adams는 말한다. "매듭이 언제 실패할지 실제로 예측할 수 있다면, 그것은 떼를 넘어서 영향을 미칠 것입니다."
.여기에는 수술 봉합사, 보트 및 등산에 사용되는 매듭이 포함될 수 있습니다. 그러나 매듭은 미세한 수준에도 존재합니다 :예를 들어, 자체 사본을 생성 할 때 DNA 매듭과 노크 노트가 있습니다. 과학자들은 이미 이러한 특성을 악용하여 종양 성장을 느리게하는 약물을 만들고 있습니다.
