Az igazság a nyikorgó sportcipőkről: meglepő okok a háttérben

A kosárlabdapályák jellegzetes nyikorgása végre magyarázatot nyert: a hangot nem egyszerűen a gumi és a parketta közti súrlódás okozza, hanem a talp és a padló között kialakuló, szuperszonikus sebességgel mozgó kis súrlódási zónák. A Harvard Egyetemen végzett kutatások során kiderült, hogy a cipők talpán a mozgás nem folyamatos, hanem gyors, hullámszerű, úgynevezett nyíló csúszási impulzusok haladnak végig, amelyek váltják ki a jól ismert nyikorgást.

Villámok a cipők alatt

Az eddigi feltételezésekkel ellentétben a gumi érintkezése a kemény felülettel nem egyszerre tapad és csúszik el, hanem helyileg, kisebb területeken sorra válnak el egymástól a részek, majd tapadnak vissza. Az igazán meghökkentő felfedezés az volt, hogy néhány kísérlet során apró elektromos kisüléseket, vagyis „mini-villámokat” is sikerült rögzíteni, amelyek a súrlódás következtében keletkeztek. Ezek az elektromos szikrák ugyan nem magát a hangot adják, de bizonyítják, hogy a gumi mozgása során jelentős elektromos energia is felszabadulhat. Továbbá megfigyelték, hogy a talp mintázata, főként a rajta lévő bordák magassága meghatározza a nyikorgás magasságát. A sima gumi csak széles, „suhogó” hangot ad, a bordázott viszont rendszeres impulzusokat kelt, amelyek már jól felismerhető frekvenciát, azaz tónust eredményeznek. A kutatók különböző magasságú mintázatú gumiblokkokból még a Csillagok háborúja-induló (Imperial March) dallamát is eljátszották kézzel.

Földrengések és cipőnyikorgás

A kutatás messzebbre mutat egyszerű sportcipőknél és kosárlabdapályáknál. A súrlódási impulzusok hasonlóságot mutatnak a földrengéseknél tapasztalt úgynevezett törésfrontokkal, ahol a kőzetlemezek hirtelen szakadnak le és siklanak el egymáson, rendkívül nagy sebességgel. Ekkor derült fény arra, ami addig rejtve maradt: a puha anyagok, mint például a gumi, súrlódása akár gyorsabb is lehet, mint egy kisebb földrengés törésének sebessége. A folyamat fizikai törvényszerűségei tehát meglepően hasonlóak.

Továbbá az eredmények nagy hatással lehetnek a jövő felülettervezésére. Az úgynevezett súrlódási metamateriálok fejlesztésével a tervezők elérhetik, hogy a felületek igény szerint kapcsoljanak át csúszósról tapadósra. Ez új távlatot nyithat olyan megoldások számára, ahol a tapadás vagy éppen a könnyebb csúszás szabályozása kulcsfontosságú – mind a sport, mind az ipar világában.

2025, adminboss, www.livescience.com alapján