Das beständigste Geräusch beim Basketball ist nicht das Rascheln eines Netzes oder das Gebrüll der Menge – es ist das hohe Quietschen von Turnschuhen auf Hartholz. Jahrzehntelang wurde dieses Geräusch als einfache Reibung abgetan, doch eine neue in Nature veröffentlichte Studie enthüllt, dass eine weitaus komplexere Physik im Spiel ist. Das ist nicht nur Stick-Slip; Es ist ein präzise konstruiertes akustisches Phänomen.
Das Rätsel gelöst: Es geht um die Ridges
Bisher gingen Wissenschaftler davon aus, dass Quietschen ein einfaches Beispiel für das „Stick-Slip-Phänomen“ sei – die ruckartige Bewegung, die entsteht, wenn man ein schweres Buch über einen Tisch schiebt. Hochgeschwindigkeitskameras und akustische Analysen zeigen jedoch, dass Basketballschuhsohlen das Quietschen erzeugen. Die Rillen an der Unterseite des Schuhs dienen nicht nur der Griffigkeit; Sie fungieren als winzige Wellenleiter und erzeugen eine rhythmische Vibration, die zu dem Geräusch führt.
Die Grate heben und kleben nicht auf einmal. Stattdessen trennt sich jeweils ein kleiner Teil, gleitet den Grat hinunter, bevor er einen winzigen Luftstoß freisetzt. Diese Trennungswellen breiten sich tausende Male pro Sekunde über die Sohle aus, und die Frequenz dieser Tritte ist das Quietschen. Schnellere Tritte bedeuten eine höhere Tonhöhe. Die Form der Grate bestimmt, wie schnell sich diese Wellen ausbreiten und steuert so den Schall.
Von Basketballplätzen bis hin zu Erdbebenlaboren
Das Team demonstrierte dies sogar, indem es synthetische Sohlen mit bestimmten Steigungen nachentwickelte, und als spielerische Anspielung auf die Komplexität ihrer Erkenntnisse gelang es ihnen, Darth Vaders Thema aus Star Wars nur durch Reibung nachzuspielen. Hier geht es nicht nur um Basketball. Die Studie fällt in den breiteren Bereich der „Bimaterial-Reibung“, der auch für andere Bereiche wie die Erdbebenphysik gilt. Die Art und Weise, wie sich Sneaker-Kämme kräuseln, ähnelt dem Gleiten von Verwerfungen während eines Erdbebens, was darauf hindeutet, dass dieser Aufbau zur Untersuchung seismischer Ereignisse in einer kontrollierten Laborumgebung verwendet werden könnte.
„Dies ist eine fortgeschrittenere und technisch anspruchsvollere Analyse eines Problems, mit dem ich mich vor 20 Jahren befasst habe“, sagt Stick-Slip-Experte Martyn Shorten. „Ich liebe es!“
Das Quietschen von Basketballschuhen ist mehr als nur ein Geräusch; Es ist eine Demonstration, wie scheinbar einfache Phänomene überraschende Physik verbergen können. Wenn Sie das nächste Mal dieses hohe Quietschen hören, denken Sie daran, dass es das Ergebnis präziser Konstruktion und eines tiefen Verständnisses der Reibung ist.
