Содержание
Ученые выяснили, почему шнурки все время развязываются
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, Getty Images
Вы надеваете ботинки, завязываете на них шнурки потуже, но через какое-то время они все равно развязываются. Почему?
Ученые полагают, что нашли ответ на этот узловатый вопрос, лишавший покоя многих пешеходов и бегунов на протяжении долгих лет.
Как считают ученые, сила, с которой нога ударяет о землю при ходьбе, растягивает и расслабляет шнурок. Второй фактор — это сила, прилагаемая со стороны движущейся ноги: она оказывает воздействие на концы шнурков, как будто к ним прикасается невидимая рука.
Эксперты говорят, что понимание механизма развязывания шнурков при ходьбе может быть применено и в других областях — таких, например, как исследование ДНК.
При помощи замедленной видеосъемки инженеры-механики из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили, что развязывание шнурка, вызванное комбинацией различных факторов, происходит за считанные секунды.
«Когда заходит речь об узловатых структурах, если вы понимаете, как происходит развязывание шнурков, то вы можете применить это знание в таких областях, как, например, ДНК или другие микроструктуры, которые перестают функционировать под воздействием динамических сил», — говорит главный исследователь проекта Кристофер Дэйли-Дайамонд.
«Это лишь первый шаг на пути к пониманию, почему определенные узлы оказываются крепче других. Никто до нас еще не проводил подобных исследований», — признается он.
Автор фото, Getty Images
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
Исследование началось, само собой, с завязывания шнурков.
Коллега и соавтор Дайамонда Кристин Грэгг надела беговые кроссовки, завязала на них шнурки и встала на беговую дорожку. Все это снималось на камеру.
Посредством этого эксперимента ученые обнаружили, что при беге нога ударяет о землю с перегрузкой в 7g. Реагируя на эту силу, узел шнурка растягивается.
По мере расслабления шнурка находящаяся в движении нога заставляет двигаться по инерции концы шнурков, что способствует их быстрому развязыванию.
«Чтобы развязать узел, мне стоит лишь потянуть за конец галстука-бабочки. Шнурок развязывается по той же схеме», — поясняет Кристин Грэгг.
«Только в случае со шнурками сила, приводящая к их развязыванию, — это не ваша рука, дергающая за конец, а центробежные силы движущейся вперед-назад ноги, в то время как шнурок уже ослаблен от того, что ботинок постоянно ударяет по земле».
Эксперты из Калифорнийского университета в Беркли провели серию экспериментов с разными типами шнурков.
И несмотря на то, что какие-то шнурки лучше завязываются, все они в результате развязывались по одной и той же описанной выше причине.
Полное описание экспериментов и их результаты были опубликованы в журнале «Известия Королевского научного общества» (Proceedings of the Royal Society A).
Что делать если развязываются шнурки на ботинках? Что сделать, чтобы они держались? Узлы, которые не развязываются.
Многим знакома ситуация, когда при покупке новой обуви радость от приобретения улетучивается: при ходьбе шнурки постоянно развязываются. Такое может случиться и со старой обувью, если вы купили новые шнурки. Казалось бы, проблема не такая значительная, но в действительности грозит не только потерей ботинка или кроссовка, но и падением, если наступить на шнурок. Страдают и наши нервы. В связи с этим необходимо найти способ, как привести обувь в порядок.
Что сделать чтобы шнурки не развязывались?
Для начала следует определиться, почему развязываются шнурки.
Причины могут таиться в следующем:
- шнурки сделаны из скользкого синтетического материала;
- они не плоские, а в форме шнура с круглым срезом;
- плохо затягивается «бантик»;
- остаются слишком длинные кончики у «бантика», они болтаются при ходьбе или беге и в конце концов растягивают узел;
- «бантик» вообще неправильно завязан.
Для решения первой проблемы следует заменить шнурки на хлопчатобумажные. Они не будут скользить, а скорее даже скрепляться между собой. Также используйте не грубые, а мягкие шнурки, они также имеют свойства держаться крепче.
Если вы не хотите заменять шнурки на новые, то попробуйте спрятать завязанный узелок внутрь. Там они будут плотно прилегать к ноге и ботинку, что предотвратит их развязывание.
Третий способ решения проблемы — заменить тканые шнурки на силиконовые. Они представляют собой застёжки, которые цепляются за противоположные отверстия в обуви и затягиваются под нужный размер.
Их главный недостаток заключается в том, что подойдут по стилю они только к спортивной обуви, например, к кроссовкам или кедам, но никак не к классическим ботинкам.
Наконец, самым удобным вариантом является изменение способа завязывания «бантика» (или «заячьих ушек»), которому родители учат детей с детства. С первого взгляда кажется, что переучиться будет невозможно, но это не так. Достаточно нескольких дней тренировок, и вы сможете вязать новые узлы на любимых ботинках.
Способы закрепления узелков
Если у нас нет желания изучать новые узлы, самым простым выходом будет усовершенствовать привычный способ завязывания. Для этого сделайте обыкновенный «бантик» на ботинке, но оставьте ушки подлиннее. Затем получившиеся петли ещё раз завяжите между собой на простой одинарный узелок. Можно сделать его потуже, он развязывается без особых проблем.
Этот узел можно закрепить ещё одним несложным действием.
Для этого проденьте одну или обе петли в отверстие дважды. С таким узлом процесс снятия обуви продлится на несколько секунд, но результат точно оправдает себя.
Также советуем попробовать слегка изменить привычный способ завязывания. Для этого обратите внимание на рисунок. После того как будет сделан первый узелок, петельку красного шнурка в правой руке (фото в нижнем левом углу) просуньте не снизу левой, а сверху её. Готово!
«Долгоиграющие» узлы
Попробуйте освоить несколько узлов, которые не будут развязываться даже при круглых шнурках, длительной ходьбе или занятии спортом. Вот некоторые из них:
- узел Яна Фиггена. Для начала сделайте одинарный узел, затем сформируйте две петли на каждом конце. Далее петельки вводятся друг через друга и затягиваются. Усовершенствованная версия — «Мега Узел» — производится по той же схеме, однако с некоторым уточнением: на концах формируются «спиральные» петли в несколько оборотов, а затем пропускаются друг через друга;
- двойной скользящий узел.
Для его исполнения необходимо создать две петли и перекрестить их, затем загнуть кончики петель в противоположные стороны. Затем останется только продеть их через низ и затянуть до комфорта; - рифовый (морской) узел. Этот вариант не только очень крепок, но и хорош для завязывания коротких концов. Технология достаточно проста: после завязывания обыкновенного узла перекрестите свободные концы и сделайте два полуузла, как показано на схеме. Результат совсем не похож на привычный «бантик». Чтобы развязать его, достаточно потянуть за один конец, а остаток узелка просто сдвинуть вверх;
- хирургический узел. По исполнению он мало отличается от традиционного, поэтому удобен. Его отличие состоит в том, что одна из петель пропускается через отверстие несколько раз и затягивается.
Для его исполнения необходимо создать две петли и перекрестить их, затем загнуть кончики петель в противоположные стороны. Затем останется только продеть их через низ и затянуть до комфорта;Что делать если появилась дырка в подошве ботинка?
Палантин спицами из мохера: схемы и описание
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Автор статьи:
Александра Попова
Путь к авторству был очень долгим и решительным.
Я всегда знала, что увлечение модой и стилем, могут кому-то помочь. В моей голове много идей, а ведь всё начинается именно с них Я не стремлюсь произвести революцию в мире моды, но хочу, чтобы вы их слышали и чувствовали.
Если вы с чем-то не согласны или хотите задать какой-то вопрос, то я всегда открыта для вас, и готова помочь в любую минуту
Задать вопрос автору
Исследование объясняет, почему шнурки развязываются: выстрелы
Исследование объясняет, почему шнурки развязываются: выстрелы — новости здравоохранения бежим.
Ваше здоровье
Утренний выпуск
Распутывая тайну того, почему шнурки развязываются
Шнурки слева завязаны крепким узлом, лежащим горизонтально. Шнурки справа завязаны узлом, благодаря которому бант лежит вертикально и, согласно новым исследованиям, легче развязывается.
Мередит Риццо/NPR
скрыть заголовок
переключить заголовок
Мередит Риццо/NPR
Шнурки слева завязаны крепким узлом, лежащим горизонтально. Шнурки справа завязаны узлом, благодаря которому бант лежит вертикально и, согласно новым исследованиям, легче развязывается.
Мередит Риццо/NPR
Вот уже более 40 лет шнурки Оливера О’Рейли развязываются почти каждый день. И большую часть этих 40 лет О’Рейли не слишком много думал об этом.
Но потом, около десяти лет назад, его дочь Анна училась завязывать шнурки, и О’Рейли решил, что его проблема со шнурками не стоит передавать следующему поколению.
«Я не хотел, чтобы она унаследовала мои проблемы, поэтому я зашел в Интернет и нашел несколько действительно полезных видео, которые научили меня завязывать шнурки на ее ботинках», — говорит он.
Возможно, если бы у О’Рейли была другая работа, на этом проблема со шнурками прекратилась бы. Но Оливер О’Рейли — профессор машиностроения в Калифорнийском университете в Беркли, и, просматривая видеоролики о шнурках, он начал задаваться вопросом, почему они развязываются в повседневной жизни.
«Эта проблема всегда засела у меня в голове, — говорит он.
Теперь он и два аспиранта опубликовали статью в журнале Proceedings Of The Royal Society A, под названием «Роли удара и инерции в разрыве шнуркового узла».
Чтобы изучить, как шнурки развязываются, команда провела несколько экспериментов. «Мы делали все, что угодно», — говорит аспирант и соавтор Кристин Грегг. «Мы бегали по беговым дорожкам. Мы раскачивали ноги взад-вперед, сидя на столах, чтобы исключить воздействие из уравнения.
Мы просто топали ногами, как Франкенштейн».
В целом, по их оценкам, на испытания ушло более 100 часов в течение примерно двух лет.
«Мы бродили по коридорам машиностроительного корпуса, просто смотрели на свои туфли и смотрели, как они развязываются, — говорит Грегг.
Ноги Грегга показаны в этом замедленном видео, снятом командой в спортзале кампуса.
Ютуб
Крис Дейли-Даймонд, третий соавтор, снял видео и проделал большую работу (каламбур) над экспериментами.
Основываясь на видео и других тестах, которые они провели на шнурках, команда говорит, что когда шнурок развязывается, происходят две вещи. Во-первых, удар ботинка о землю ослабляет узел. Когда узел ослаблен, взмахи свободных концов шнурков — когда нога качается вперед и назад — заставляет шнурки соскальзывать.
По мере того, как стопа касается земли и шнурки постоянно раскачиваются, узел теряет целостность, пока в течение нескольких секунд не разорвется совсем.
У исследователей также есть несколько советов, чтобы обувь не развязывалась. Все дело в том, как вы завязываете узел.
Есть два похожих способа завязать шнурки бантиком. Узлы выглядят почти одинаково, но один значительно прочнее другого. Вот диаграмма, сделанная исследователями, показывающая, чем отличаются узлы.
Самый простой способ определить, крепкий вы завязываете бант или слабый, — это посмотреть, как готовый бант естественно лежит на вашей обуви. Если он лежит поперек обуви, перпендикулярно вашей ноге, это более прочный узел. Если он лежит на голенище вашей обуви параллельно стопе, то это более слабый узел.
Если вы обнаружите (как это сделали все три исследователя и я), что вы обычно привязываете более слабую версию к своим ботинкам, Грегг говорит, что есть теоретически простой способ исправить это.
«Просто идите наоборот, когда завязываете последнюю часть [банта]», — объясняет она, хотя благодаря многолетней мышечной памяти это легче сказать, чем сделать.
Грегг был самым успешным в переходе к крепкому узлу в повседневной жизни, говорит Daily-Diamond. «Оливер и я все еще в реабилитационном центре».
В статье исследователи также ссылаются на популярное выступление Терри Мура на конференции TED 2005 года о том, как лучше завязывать шнурки.
Daily-Diamond говорит, что предстоит еще много работы, помимо примера со шнурками, о том, как развязываются клубки или узлы в динамических ситуациях. И ученые говорят, что неназванная обувная компания уже обратилась к ним по поводу их работы.
Сообщение спонсора
Стать спонсором NPR
Почему шнурки сами развязываются
Вы когда-нибудь смотрели вниз и видели, как шнурки надежно завязаны, а через несколько секунд спотыкались о них? Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли задались вопросом, почему шнурки так внезапно развязываются.
В новом исследовании они обнаружили, что повторяющиеся удары обуви о землю, когда мы идем или бежим, ослабляют узел. Затем, когда мы размахиваем ногами, хлесткие движения свободных концов шнурков раздвигают их. За считанные секунды узел распутывается.
Они также обнаружили, что шнурки ослабевают быстрее, когда человек бежит. Это потому, что стопа бегуна ударяется о землю сильнее, чем во время ходьбы. Бегущая нога ударяется о землю примерно в семь раз сильнее силы тяжести. Эта сила заставляет узел растягиваться и расслабляться больше, чем при ходьбе.
Как только узел ослабнет, может потребоваться еще два шага, чтобы качающиеся шнурки полностью развязались.
Прежде чем приступить к новому исследованию, команда Беркли просмотрела Интернет. Наверняка, думали они, кто-то где-то , должно быть, ответил, почему так происходит. Когда никого не было, «мы решили сами во всем разобраться», — говорит Кристин Грегг. Она кандидат технических наук в области машиностроения.
Инженер-механик использует физику и знания о материалах и движении для проектирования, разработки, создания и тестирования устройств.
Грегг объединился с другим аспирантом Кристофером Дейли-Даймондом и их профессором Оливером О’Рейли. Вместе троим удалось разгадать тайну. Они поделились своим открытием 12 апреля в Proceedings of the Royal Society A .
Как они это выяснили
Команда начала с изучения бегуна Грегга. Она зашнуровала туфли и побежала по беговой дорожке, пока остальные смотрели. «Мы заметили, что долгое время ничего не происходило — а потом шнурки вдруг развязались», — говорит Daily-Diamond.
Они решили снять ее туфли на видео, чтобы изучить движение кадр за кадром. Они использовали сверхскоростную камеру, которая делает 900 изображений или кадров в секунду. Большинство видеокамер записывают только около 30 кадров в секунду.
С этой камерой команда действительно могла замедлить действие. Это позволяло им наблюдать за действием узла в замедленной съемке.
Наши глаза не видят движения со скоростью 900 кадров в секунду. Мы видим менее подробно. Вот почему кажется, что наши шнурки крепко завязаны, а потом вдруг нет.
А почему до этого никто не догадался? Только недавно люди смогли снимать видео на таких высоких скоростях, объясняет Грегг.
Исследователи показали, что для развязывания узла необходимы как топание, так и раскачивание концов этих шнурков. Когда Грегг сидела на стуле и болтала ее ногами взад-вперед, узел оставался завязанным. Узел также остался завязанным, когда она топнула по земле, не размахивая ногами.
История продолжается под видео.
В этом видео показано, как совместные усилия раскачивания обуви и приземления приводят к тому, что шнурок развязывается.
К.А. Daily-Diamond, CE Gregg и O.M. О’Рейли/Proceedings of the Royal Society A 2017
Завяжите прочный узел
Конечно, ваши шнурки не развязываются каждый раз, когда вы идете или бегаете.
Туго завязанным шнуркам нужно больше времени, чтобы освободиться. Также есть способ завязать их, чтобы они дольше оставались связанными.
Существует два распространенных способа завязывания шнурков. Один сильнее другого. В настоящее время никто не знает, почему.
Обычный бант на шнурках можно завязать двумя способами. Слабая версия слева. Оба узла выходят из строя одинаково, но более слабый развязывается быстрее. Калифорнийский университет, Беркли,
Более слабый бант основан на так называемом бабушкином узле. Вот как вы это делаете: скрестите левый конец с правым концом, затем заведите левый конец внутрь и наружу. Сделайте петлю на правой руке. Оберните другой шнурок против часовой стрелки вокруг петли, прежде чем протянуть его.
Более прочный лук основан на так называемом квадратном узле. Он начинается так же — с пересечения левого конца с правым концом и выведения левого конца наружу. Но, сделав петлю правой рукой, вы оборачиваете другой шнурок по часовой стрелке вокруг него.
Оба типа бантов рано или поздно развяжутся. Но во время 15-минутного бегового теста Грегг и ее команда показали, что более слабый лук выходит из строя в два раза чаще, чем более сильный.
Ученые путем проб и ошибок знают, какие узлы крепкие, а какие слабые. «Но мы не знаем, почему», — говорит О’Рейли. Он говорит, что это остается «в значительной степени открытым вопросом в науке».
Несмотря на то, что команда не разгадала эту загадку, их исследование важно, говорит Мишель Дестрейд. Он математик, который занимается медицинскими исследованиями в Национальном университете Ирландии в Голуэе.
Он говорит, что исследование группы может помочь ученым лучше понять, как могут разойтись швы на ране. Важно, чтобы эти узлы оставались на месте, пока рана не заживет.
Тем временем, команда очень рада разгадке некоторых загадок, связанных со шнурками. «Есть момент озарения, который действительно особенный — когда вы говорите: «О, вот оно! Вот ответ!» — говорит О’Райли.